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隨著全球電動汽車的發(fā)展速度加快，需要開發(fā)安全、續(xù)航里程長且生產成本低的電池。因此，“全固態(tài)電池”備受期待。全固態(tài)電池是在正極和負極之間傳遞離子的物質“電解質”為固態(tài)的電池，據(jù)說可以縮短充電時間。

在日本，政府支持全固態(tài)電池的技術開發(fā)，部分開發(fā)已經開始。此外，日本主要汽車制造商已經對搭載全固態(tài)電池的車輛進行了試車，并獲得了各種數(shù)據(jù)。對實際應用的期望越來越高，未來，已經建立全固態(tài)電池量產技術的公司可能會成為電動汽車市場的游戲規(guī)則改變者。未來有望搭載于智能手機和穿戴式終端，一次充電可長時間使用的時代或許會到來。

為什么稱為下一代電池？

全固態(tài)電池是高性能的下一代電池，可以替代廣泛用于電動汽車、智能手機和個人電腦的鋰離子電池。如果投入實際使用，不排放二氧化碳的電動汽車的普及可能會獲得動力。

日本已宣布到 2050 年實現(xiàn)碳中和，并制定了到 2050 年將溫室氣體排放量降至零的目標。因此，經濟產業(yè)省通過“綠色創(chuàng)新基金項目”支持企業(yè)將碳中和作為經營課題，期待為實現(xiàn)碳中和而應用和發(fā)展?；鹬С值?ldquo;綠色增長戰(zhàn)略”14個優(yōu)先領域包括“汽車及蓄電池產業(yè)”，全固態(tài)電池也被納入該領域的研發(fā)支持范圍。

鋰離子電池通過一種叫做電解質的液體在正極和負極之間移動鋰離子來釋放和儲存電能。全固態(tài)電池具有類似的機制，但主要區(qū)別在于電解質是固體而不是液體，從而可以彌補鋰離子電池的缺點。

全固態(tài)電池的優(yōu)點

常用的電池有多種類型。堿性電池常用于遙控器、臺鐘和手電筒。另一方面，鋰離子電池由于體積小，可提供大量電力，被廣泛應用于智能手機、平板設備、筆記本電腦、EV電池等。

然而，由于鋰離子電池的電解液使用的是揮發(fā)性有機溶劑類材料，因此存在因液體泄漏而短路的風險，從而導致火災或爆炸。這就是為什么會有強烈沖擊導致火災的情況，以及智能手機突然起火的情況。不過據(jù)說全固態(tài)電池比鋰離子電池更安全，因為它們的電解質是固體，所以耐高溫，產生的熱量更少。

全固態(tài)電池還具有比鋰離子電池不易劣化的優(yōu)點，因為電解質是固態(tài)的。如果長時間使用智能手機，電池會劣化，可能會聽到“電池很快耗盡”和“需要定期更換電池”之類的聲音。如果全固態(tài)電池得到普及，這些擔憂和麻煩可能會減少。

全固態(tài)電池的其他吸引人的特點是比鋰離子電池具有更大的容量，并且具有較寬的工作溫度范圍并且在高溫或低溫下都不會出現(xiàn)問題。

什么情況下可以使用固態(tài)電池？

全固態(tài)電池可能會在電動汽車市場變得更受歡迎，該技術正在等待中。在比日本更普及電動汽車的國家，發(fā)生了很多起火事故的報道，例如駕駛時發(fā)生爆炸。鋰離子電池因事故等的沖擊而短路，大電流流過并發(fā)熱時會發(fā)生火災。如果未來電動汽車普及，日本的汽車起火事件可能會比現(xiàn)在更多。配備耐高溫的全固態(tài)電池是提高電動汽車安全性的關鍵點。另外，全固態(tài)電池容量大，充電時間短，這是一個很大的優(yōu)勢。如果可以行駛的距離增加并確保安全，則電動汽車很有可能會一下子普及開來。

當然，全固態(tài)電池還有電動汽車以外的應用。日本的風險投資公司正在開發(fā)全固態(tài)電池，已將其開發(fā)為發(fā)電廠的電力存儲系統(tǒng)、與太陽能發(fā)電結合的家用蓄電池以及用于潛水器和飛機等特殊環(huán)境的機器電池。在熟悉的應用中，它將是智能手機、平板終端和筆記本電腦等熟悉設備的電池。目前，在很多使用鋰離子電池的場景中，都有被全固態(tài)電池替代的可能。

事實上，邊長數(shù)毫米的超小型全固態(tài)電池已經實現(xiàn)商業(yè)化。如果全固態(tài)電池技術得到改進，電子設備可能會變得更小。

商品化、量產問題多

如果全固態(tài)電池能夠量產，或許可以在電動汽車領域引領市場，未來電動汽車有望普及。因此，許多公司都在致力于研究建立全固態(tài)電池技術。然而，商業(yè)化和大規(guī)模生產的障礙很高。日本主要汽車制造商也表示，有必要繼續(xù)開發(fā)，重點是根據(jù)試車結果開發(fā)適用于EV電池的電解質材料。此外，在成本方面，將需要超越普遍分布且可以低成本生產的鋰離子電池的技術。

盡管如此，固態(tài)電池技術仍在穩(wěn)步發(fā)展。根據(jù)日本風險投資公司 2021 年 5 月發(fā)布的新聞稿，其已進入建立樹脂基全固態(tài)電池技術階段，該技術包括電極在內幾乎所有部件均由樹脂制成，目標是大量生產。這種電池可以減少配線和封裝等部件的數(shù)量，與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比可以縮短生產過程。因此，可以減少制造成本和交貨時間。

量產初期主要用于發(fā)電廠的蓄電系統(tǒng)等特殊用途，未來將擴大到安裝在家庭中的固定式蓄電池和各種公共交通系統(tǒng)的電池。如果成本降低和量產取得進展，那么未來全固態(tài)蓄電池可能會進入每個家庭。 

原標題：科技將如何改變我們的生活？正在開發(fā)的全固態(tài)電池的吸引力和前景！