全固態鋰電池：可靠的安全衛士
電動汽車自燃、手機電池爆炸……隨著鋰離子電池的大規模民用，關于電池安全事故的新聞不絕于耳，電池使用的安全問題也廣受各方關注。不久前，日本豐田汽車公司透露，計劃在2020年實現全固態電池的商用化。該公司早在2010年就推出了更安全、壽命更長、功率輸出更優的全固態電池原型器件，希望它能在未來取代現有鋰離子電池。
細心的消費者會發現，所有的鋰離子電池都標有詳細的注意事項，乘坐飛機也有嚴格的攜帶限制，這是因為鋰離子電池內帶有的有機溶劑具有可燃性，有一定安全隱患。如果要徹底保證電池安全，就要把可燃燒的有機溶劑用更安全的不能燃燒的固體電解質替換掉。
“固態鋰電池有可能顯著提高電芯的安全性，是未來電池技術的重要方向。”李泓告訴記者，現有的鋰離子電池雖然安全性已經很高，但仍會不斷出現安全事故。全固態鋰電池沒有電解液，不易燃燒和爆炸，不會產生液體泄漏和腐蝕，在高溫下壽命不受影響，不易變形，電壓允許范圍更高。
“更重要的是，現有應用對電池能量密度要求越來越高，在現有技術下，通常電池容量越大越不安全。所以說，全固態電池是一種革命性技術，它可以在保證安全性的同時，提高電池能量密度。”李泓補充說。
不過，單純強調安全性并不能把固態電池完全推向市場，性能的提升和成本的降低更加關鍵?！澳壳肮虘B電池安全性能更高，但是在其他主要性能上，比如充放電速率上，低溫特性上與采用液體電解質的現有鋰離子電池有顯著的差距。這主要是在固體電解質中離子傳輸的速度較慢，固體電解質和正負極材料界面的電阻很大，這些問題還沒有很好解決，所以快充的特性暫時沒有發揮出來。”李泓透露，全固態電池在快充時更安全，目前在日本學界的研究里表示其可以快充，但都還在實驗室探索階段，離應用較遠。
豐田歐洲先進技術小組博士Chihiro Yada指出，全固態電池面臨的技術障礙是功率密度不夠高，原因在于電池陰極和固態電解質之間的轉移電阻過高。因此，全固態電池開發過程中的主要任務就是提高它的功率密度。
固態金屬鋰電池的特性使其負極可以使用金屬鋰，金屬鋰的容量是目前鋰離子電池中石墨負極的10倍，如果能解決金屬鋰使用和加工過程的安全性問題，用金屬鋰作負極，用高能量密度材料作正極，電池能量密度會有1至3倍的提升，而提升能量密度又是降低成本的最有效的辦法?！半m然固態電池的制造和設計與現有的方式不一樣，到底采用哪種工藝和技術路線還沒有確定，但可以肯定這是非常有競爭力的技術路線，固態金屬鋰電池大規模進入市場最快還需5至10年的時間?！崩钽A計。
氫氧燃料電池：汽油的理想替代物
一次燃料加注僅3分鐘，巡航里程超過500公里，百公里加速10秒……隨著豐田Mirai氫氧燃料電池車在今年上海車展亮相后，氫氧燃料電池技術一時成為人們熱議的焦點，甚至被認為是汽油燃料的理想替代物。
事實上，日本豐田、本田公司在氫氧燃料電池領域已經研究了30多年，投入了大量資金。早在2014年11月18日，豐田公司就把氫氧燃料電池汽車推向了市場，標志該電池商業化走出了第一步。
氫氧燃料電池的充電方式其實就是加注氫，形式上和加油較為類似，不過氫氧燃料電池則要環保得多。該電池工作原理是氫氣和氧氣經過離子膜發生化學反應釋放電子，產生電能，從而代替汽油發動機發電，最終驅使電動馬達帶領車輛前進，而化學反應的產物只有水沒有二氧化碳。
“豐田推出氫氧燃料電池汽車，是一個標志性、歷史性事件，但并不代表其能夠馬上進入市場。從理論上說這是一條有競爭力的技術路線，最終能不能商業化還要看其技術的經濟性?！崩钽寡裕剂想姵丶託渌俣瓤?，一次加氫續航里程長，和汽油相當，且產物是水，從使用過程的環保角度考慮是汽油的理想替代物；但其成本高昂，氫的生產、運輸、儲存都要克服很大困難。
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