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固態電池會取代鋰電池的地位嗎？

網友回答：

• 電車插座

11月19日，第二屆技術與產業發展論壇在昆山召開。在論壇開幕式上，清陶（昆山）能源發展有限公司邀請參會嘉賓參觀了國內首條建成投產的固態池產線。據悉，這條生產線可日產1萬只固態電池，電池的能量密度可達400Wh以上，目前產品將主要投用于特種電源、高端數碼等領域，并預計將在2020年進入動力電池領域，為車企提供電池。此消息一出，幾乎是業界轟動。

動力電池對于電動車來說就如同"心臟"一般，并且價格也占據整車的半數以上，因此，電池技術對于新能源行業的發展至關重要，如果無法突破目前水性鋰電池電容量的"瓶頸"，整個行業很有可能陷入較為困頓的局面。在未來，不僅僅是家用車，就連交通工具可能都要應用電力能源，屆時對電池的要求將會更高。因此，可塑性更高的固態電池就成為了許多企業努力的方向，包括豐田、寶馬、奔馳、大眾等國際知名車企，以及日本經濟省出資聯合的各大企業，都已開始著手布局這個領域。

在昆山清陶公司的這次產線展示中，人們看到了這一幕：僅有指甲蓋厚度的電池包在被剪刀剪斷后，不僅沒有爆炸，甚至還在正常供電。此外，即使將其彎折上萬次，電池容量衰減也沒有超過5%，并且針刺后電池進水沒有燃燒或爆炸。事實上，固態鋰電池的確具備非常多的優點，因固態電解質具有不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液的性質，不會使車輛發生自燃事件，大大加強了安全性，的確是一種理想的電動車電池材料。

目前主流電動車普遍使用的三元鋰電池，其實存在一定的缺陷，因為無論從化學結構是電池結構來說，三元鋰材料都非常容易發熱。如果不能把壓力及時傳導出去，電池就有爆炸的風險，今年發生的數起電動車自燃事件，也大半有此緣故。且就續航角度而言，三元鋰電池的單體能量密度目前也面臨瓶頸，很難有所突破。如果要提高能量密度，只能增加鎳的含量或者添加CA，但高鎳的熱穩定性很差，容易產生劇烈反應。因此，目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。

即使是非常擅長科技與技術研發的豐田也表示，固態電池在2030年才能實現量產，可見固態電池的研發還是存在部分難題。事實上，固態電池由于不需要液體的浸潤，僅需要固態電解質將正負極片隔開，那么金屬物質材料的選擇就變得非常關鍵。而目前這項技術最大的挑戰也就在于，由于固態電解質電導率總體低于液態電解液，這導致了目前固態電池的倍率性能整體偏低，內阻較大，所以固態電池暫時無法滿足快充要求。不過，導電率與溫度關系非常大，因此溫度較高的狀態下工作，會使得電池更好地發揮性能。此外，電池的導電率要維持在正常的水平，電流過高過低都有可能引起其他問題。

如今，以松下、寧德時代為首的企業的三元鋰電池研發技術已經是"爐火純青"，即使是在短時間內將固態鋰電池研發出來，也難以實現量產。畢竟，一項新的技術走向世界時，總是需要企業擁有相應的產品量產能力，才能實現大面積的推廣與應用。盡管目前的固態鋰電池還面臨著很多的問題，在能量密度上也暫時沒有太大的優勢，但其的確擁有非常高的安全性，如果能研發出合適的金屬材料，或許整個動力電池行業，都將迎來新的突破。這也是我們希望看到的，畢竟不懈鉆研，才是真正的科研精神。

• 張老師說養車

在回答這個問題之前我們需要首先了解一下什么是鋰電池，什么是固態電池。

所謂的固態電池，顧名思義就是使用固體材料作為電解質，相比于傳統的鋰電池來講，全固態電池優勢明顯，在相同能量下用固態電解質取代電解液和薄膜，全固態電池，更薄且體積更小。而且由于固態電解質取代了傳統鋰離子電池中可能燃爆的有機電解液，這樣解決了高能量密度和高安全性能兩大難題，從而消除了電動汽車用戶的“續航焦慮”，甚至渴望實現快速充電。

固態電池因其安全性高，能量密度高等優勢被看作是新能源汽車電池技術路線的發展方向，目前全球多個國家都在致力于固態電池的研發。目前國內除了中科院寧波材料所，中科院青島能源所，寧德時代，中航鋰電比亞迪等多家研究機構和動力電池企業，也都在從事固態電池的研發工作。

而相比來說鋰金屬電池一般是以使用二氧化錳為正極材料，金屬鋰或其合金金屬為負極材料，使用非水電解質溶液的電池。而鋰電池廣泛的被應用于手機，筆記本電腦，數碼相機，電動車，電動工具，新能源汽車等行業。它的優點是能量比較高，具有高儲存能量密度，是鉛酸蓄電池的6~7倍，同時使用壽命較長，正常使用的話壽命可達6年以上。重量輕，相同體積下的重量約為鉛酸蓄電池的1/6~1/5，高低溫適應性強可以在零下20度到60度的環境下使用，綠色環保。但是鋰電池也并不是完美的一個狀態，因為它在使用過程當中安全性能相對較差，有發生爆炸的危險，同時鋰電池是需要使用保護線路的，以防止電池被過充電或者過放電。

固態電池可能是未來電池技術的發展方向之一，但就目前技術來講的話，并不是一個最佳的，首先在于它的一個價格，液態鋰電池的成本大約在每千瓦時200~300美元，固態電池它的成本要在1.5萬美元，最終選擇哪條路線，這個還是需要看一下哪條路線發展更快，更加接地氣，所謂的接地氣就是在商業化的規模和成本方面都能夠達到一個完美的平衡點，首先使用的材料必須不能是高成本且稀有的，其次要在各個行業和領域都有實現大規模應用的可能。

從理論上提出的時間來看，固態電池并不是一個新的概念，但是就目前來說它的研發進展并沒有想象中那么快速。不過從使用性能的提升上看，固態電池還是非常值得期待的。

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