忘了油电混动吧，丰田又搞了个“黑科技”

我承认，我是一个“大趋势病”患者，始终坚信汽车就是“烧”电的比烧油的好，因为在大学里，和内燃机相关的课程就是比电动机要简单很多，后者不仅公式复杂，而且计算多，让我这个学渣经常处在挂科的边缘，而我也无比坚信，只有学不懂的才是最先进的，未来注定是电动车的天下。

这个真的好难

就算存在续航焦虑，但目前电动车手中能打的牌还挺多的，其中一张是燃料电池牌——丰田本田最新的氢氧燃料电池车续航里程基本都在600km以上，氢气的存储和加注都不存在技术问题；另一张牌是我们今天要说的固态锂电池——目前的锂电池能量密度已经很难突破260Wh/kg，但固态电池能量密度能够轻松超过300Wh/kg，并有望达到500Wh/kg，而且安全性将有质的提升，是锂电池未来的发展方向。

固态锂电池

电池产生电流，靠的是正负极之间带电离子的交换。目前的锂电池大部分属于液态锂离子电池，顾名思义，在三元锂电池中，锂离子游离在液态电解质中。放电时，锂离子从负极析出，穿过隔膜，在正极形成镍钴铝酸锂（NCA）或镍钴锰酸锂（NCM），充电过程则与上述过程相反。

在负极一侧，锂离子被嵌入在石墨材料中，放电时，锂离子再从石墨材料中脱嵌出来。在负极一侧，不参与反应的石墨材料占据了大部分空间，这导致参与反应的锂离子数量不足，如果将负极材料换为金属锂，那将极大的提升锂电池的能量密度，但在采用液态电解质的锂电池中，这根本无法实现：

金属锂

这是因为充电时，液态电解液中的锂离子无法在锂金属表面均匀沉积，而是形成枝晶结构，枝晶一方面容易断裂，断裂后的枝晶无法参与反应；另一方面，枝晶容易刺穿隔膜，导致电池短路，而在当下，大部分电动车电池自燃事故的原因都可以归结到隔膜破裂上。

在液态电解质锂离子电池中，隔膜一般采用聚烯烃多孔膜打造，它的作用是区隔电池的正负极，隔膜能让锂离子自由通过，但自身不导电。

因此，要让锂电池负极材料变成锂金属，就必须改变电解质的属性，而在固态锂电池中，所有的材料都是以固态形式存在，其中电解质由聚合物、氧化物或硫化物充当，负极不会产生枝晶。

氧化物（陶瓷）电解质锂电池结构

固态锂电池优点很明显，首先是轻量化：在采用液态电解质的锂离子电池中，电解质+隔膜的重量占到了电池全重的60%以上，而在固态锂电池中，电解质材料仅仅是薄薄的一层，这层材料能做到十几微米甚至几微米的厚度，在减轻电池重量的同时，也提升了电池外形的可塑性；其次在安全方面：固态电池被穿刺后并不会像液态锂电池那样引起短路和爆炸。

氧化物固态电池

目前，采用聚合物电解质的固态锂电池发展最早，在电动车上，法国Bolloré公司开发的固态锂电池已经在法国的两千多辆出租车上投入使用，该电池能量密度为260wh/kg，电解质为聚合物，负极材料为锂金属。

搭载Bolloré固态锂电池的出租车

在不久前，戴森被爆出在秘密研发电动车，其实在更早之前，戴森已收购了美国Sakti3公司，后者专门研发采用氧化物电解质的固态锂电池，戴森高层曾表示，相关技术只是为了提高戴森无线吸尘器的工作时间，呵呵，这谁信呢？

而在车企这边，丰田则在一门心思的研发电解质为硫化物的固态锂电池，并计划在2025年将其投入量产。

在中国国内，比亚迪和宁德时代都有开发固态电池的计划，另外必须警醒的是，日本目前在固态电池方面专利占到了全球的50%，领先优势非常明显。