豐田正在閉門花大量精力在研發(fā)固態(tài)電池，這已經(jīng)是公開的秘密了。
一旦豐田的固態(tài)電池量產(chǎn)成功，續(xù)航直接就來到了1200km，甚至超過了燃油車，純電動力的痛點一次就解決了。
但是，離固態(tài)電池量產(chǎn)似乎還需要一段時間，不過在此期間，半固態(tài)電池已經(jīng)投入使用。
那么你真的了解半固態(tài)電池和固態(tài)電池嗎？
今天我們從工程師的視角通過6個問題帶大家了解下。
01、什么是半固態(tài)電池？
在傳統(tǒng)的鋰電池里面，正極和負極是“能量倉庫”，而電解液就像一條“通道”，讓鋰離子可以在正極和負極之間自由移動，因此，它也被稱為液態(tài)電池。
顧名思義，半固態(tài)電池，采用了固態(tài)電解質(zhì)與液態(tài)電解質(zhì)的混合設計。
具體來說，半固態(tài)電池在電極材料上進行了創(chuàng)新，它采用細小的鋰化合物粒子與液體電解液混合形成的泥漿作為電極材料，這種混合設計使得電池在保持固態(tài)電池高安全性的同時，也具備了液態(tài)電池的高離子傳輸速率。
此外，半固態(tài)電池的結構也獨具特色，通過兩束帶正負電的泥漿流和能透水的膜實現(xiàn)離子的交換與電流的流動。
02、半固態(tài)電池與固態(tài)電池本質(zhì)區(qū)別在哪？
半固態(tài)電池與固態(tài)電池在原理上相似，但之間3個顯著的差異。
首先，電解質(zhì)的狀態(tài)不同。固態(tài)電池使用完全固態(tài)的電解質(zhì)，而半固態(tài)電池則采用固態(tài)電解質(zhì)與液態(tài)電解質(zhì)的混合設計。
其次，能量密度的上限不同。
固態(tài)電池由于完全采用固態(tài)電解質(zhì)，能量密度通常更高。當然，半固態(tài)電池通過優(yōu)化電極材料和結構設計，也能實現(xiàn)較高的能量密度，滿足大多數(shù)應用的需求。
第三，固態(tài)電池由于采用了全新的結構和材料，生產(chǎn)工藝相對半固態(tài)電池會更加復雜，成本也較高；而半固態(tài)電池則可以在一定程度上借鑒傳統(tǒng)液態(tài)電池的生產(chǎn)技術和設備，降低了生產(chǎn)成本，更有利于大規(guī)模商業(yè)化應用。
03、如何區(qū)分半固態(tài)/固態(tài)電池？
有人認為，只要電解液中加了金屬也就是固態(tài)電池，我個人覺得有些欠妥！
于是我找圈內(nèi)的朋友了解了一下，其實到目前為止業(yè)內(nèi)并沒有明確的標準來界定電池的固態(tài)程度。
或許智己L6的電池供應商清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人李崢的解釋可以作為參考：
“半固態(tài)和準固態(tài)這兩個概念本就是行業(yè)內(nèi)約定俗成的叫法，一般是按液態(tài)電解質(zhì)占電芯的比重來分：液態(tài)（25wt%）、半固態(tài)（5—10wt%）、準固態(tài)（0—5wt%）和全固態(tài)（0wt%）”。
對應的百分比也有明確的劃分，這樣的參考一來，其實就一目了然了。
04、固態(tài)電池的優(yōu)勢是什么？
半固態(tài)電池、固態(tài)電池有4個明顯的優(yōu)勢：
一是安全性高。
這兒有兩層意思，一是固態(tài)電解質(zhì)的使用使得電池內(nèi)部更加緊湊，減少了液態(tài)電解質(zhì)泄漏的風險；二是固態(tài)電解質(zhì)的高穩(wěn)定性也進一步提高了電池的安全性，降低了在使用過程中發(fā)生燃爆事故的可能性，這其實很好地解決了當下鋰電池容易“自燃”的問題。
二是能量密度高。
由于固態(tài)電解質(zhì)的加入，電池能夠在相同體積下存儲更多的能量，從而提高了汽車的續(xù)航能力。
三是循環(huán)壽命長。
這其實也是因為固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性，所以在長期使用過程中能夠更好地保持其容量和性能，減少了更換電池的頻率和成本。
四是適用性更廣泛。
相比傳統(tǒng)液態(tài)電池在極端溫度下可能失效的問題，固態(tài)電池能夠在更廣泛的溫度范圍內(nèi)正常工作，這也讓它在極寒或極熱環(huán)境下的應用變得更加可行。
05、固態(tài)電池的難點是什么？
難點其實也不少，這兒撿2個重點來說說。
一是材料的選擇與合成。
半固態(tài)電池需要使用特殊的固態(tài)電解質(zhì)和正負極材料，這些材料的合成和選擇需要考慮到電池的性能、安全性、成本等多個因素，同時，這些材料需要具有良好的離子導電性、化學穩(wěn)定性和機械強度，如何從兼容好這么多因素和條件是個難題！
二是生產(chǎn)工藝復雜。
固態(tài)電池的制造過程涉及多個步驟，包括材料制備、電極涂布、電解質(zhì)填充、電池封裝等。這些步驟需要高精度的設備和嚴格的生產(chǎn)控制，以確保電池的質(zhì)量和性能。
而生產(chǎn)工藝的優(yōu)劣直接影響著電池性能，因此搞固態(tài)電池也不是所有企業(yè)都有能力干的事兒。
06、半固態(tài)/固態(tài)電池的離量產(chǎn)上車還有多遠？
還記得之前蔚來的李斌駕駛150kWh的ET7長途奔襲1千多公里的事兒吧？蔚來宣稱這是固態(tài)電池，你看它的實際續(xù)航里程還是要比鋰電池強了不少的。
前幾天智己官方也宣布，搭載了第一代光年固態(tài)電池的智己L6 CLTC續(xù)航也將突破1000km。
網(wǎng)上對這兩款固態(tài)電池的爭議很大。
有人認為：這兩塊電池都不是純固態(tài)電解質(zhì)，前者蔚來150度是固液混合電解質(zhì)，而后者智己L6的電池電解液金屬含量較高，但按照智己L6的動力電池供應商、清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人&總經(jīng)理李崢的介紹，為了增強固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子導電性，他們在電解質(zhì)中加入了10%的浸潤液。
另一個值得關注的消息是，就在這幾天，廣汽昊鉑官宣將于4月12日亮相全固態(tài)電池，號稱采用100%固態(tài)電解質(zhì)，不出意外的話，廣汽埃安將會在2026年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產(chǎn)搭載，具體何時還不清楚，但100%這個數(shù)字還是很有震撼力的，超過350Wh/kg的能量密度或許能徹底根除電動車的續(xù)航焦慮。
結束語
爭議歸爭議，但在全固態(tài)電池量產(chǎn)之前，半固態(tài)電池可以作為一個過渡，保留鋰電池的活性，提升電池能量，并且增加它的穩(wěn)定性和安全性。
再換個維度來講，1200km甚至1500km的續(xù)航有必要嗎？可能有人覺得未必，但如果它能實現(xiàn)并且可能減少你補能的次數(shù)，那何嘗又不是個好事兒呢？不知道屏幕前的各位元芳對固態(tài)電池怎么看？咱們評論區(qū)見～