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    丰田押宝全固态电池:后锂电时代?
      时间:2013-03-18 15:44

  据美国汽车新闻报道,丰田近日透露,将计划在2020年实现全固态电池的商用化。这家汽车公司在2010年推出了更安全、寿命更长、功率输出更优的全固态电池模型,希望它能在未来取代锂电池。“桀骜不驯”的丰田从来都对锂电池不甚恭维。

  全固态电池脱胎于锂离子技术,但与锂电池相比体积小、能源密度高,使用的是更紧凑和更稳定的固态电解质,不易燃烧。而且耐高温、寿命长,电池负极采用的是比锂离子更便宜的金属稀土。

  目前市场上的插电式混合动力汽车(PHEV)和纯电动车(EV)使用的都是锂电池。尽管丰田从1997年推出第一代普锐斯起,就一直采用镍氢充电电池。但它最新的插电式混合动力普锐斯和RAV4 纯电动汽车搭载的都是锂离子电池。

  锂电池的最大瓶颈是:它使用的是有机电解液,在过度充电或过度放电之后容易导致电解液发热,从而诱发电池自燃或爆炸。而且在完全充电或放电之后,需要一个冷却装置将电池的温度降到一定范围之内,从而防止热量聚集,以延长电池寿命。

  纯电动汽车自面世以就因其行驶里程短而饱受诟病,究其原因是锂电池的输出功率不佳,因为锂电池的能源密度只有一箱汽油的五分之一。

  丰田之所以孤注一掷选择固态电池,正是因为其优势在于稳定和高效。

  丰田研发的全固态电池模型采用了四组正负极层、固态电解质层;电池的平均电压是14.4V;并且能在100度的高温环境下使用,而锂电池的液态电解质容易在高温下沸腾。如果电池处于稳定状态,固态状的锂的传导率比液体电解液高,从理论上说拥有更高效的功率输出。

  不过全固态电池也有缺陷——较高的生产成本。

  目前固态电池制作方法叫真空沉积法,利用一套复杂的机械装置来建立原子层。为了降低生产成本,目前最新的技术是在一张金属或塑料板上打印出固态电池的电解质。另外,由于固态电池的正极和电解质的边界面容易发生化学反应,久而久之会增加电池电阻。

  与锂电池相比,全固态电池一旦量产,将会带来纯电动汽车价格的大幅下降。

  一个锂离子充电电池组上除了蓄电池之外,还装配了冷却设备和一些配套材料,但这些装置不仅不能储能,而且将电池变得更笨重和更昂贵。如果将一个电池系统的体积缩减一半,相应地,它的价格至多也能降低一半。电池系统一直以来都是一辆电动车上最昂贵的配置,有些电池组的售价更是高达1万美元。如果全固态电池能量产,那纯电动车成本高、电池体积大等难题将迎刃而解。

  虽然丰田在量产全固态电池上没有一个具体的时间表,但在新能源技术上的高屋建瓴,有利于其在今后的角逐中抢占制高点。可以说,丰田已经预先在下一轮的汽车布局中埋下了关键的棋子。





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