當今市場最熱門的產品之一就是電池，這是因為它對於現代化裝置至關重要，其中最突出的就是電動汽車。作為一種相對環保的交通工具，對於下一代電動汽車電池的競爭也將更加激烈。經過了多年的技術沉澱，豐田在這方面似乎有所領先，它們最新研發的固態電池即將上市。這期就讓我們來看看豐田的固態電池。

汽車電池

憑藉著幾十年的造車經驗，豐田已經生產了數百萬輛汽車，即便如此，豐田還是要為自己開闢一條新的線路，以擺脫給環境帶來巨大汙染的燃油汽車。這家亞洲汽車巨頭，正在加大對純電動汽車的研發。雖然豐田否認了外界對於研發氫燃料汽車錯誤路線的指責，但公司高層還是將電動汽車認定為豐田未來發展的主力方向，這一步棋並不好走，因為它的對手不僅僅是特斯拉，還有大眾、通用等等一些車界大佬。所以，豐田必須拿出殺手鐧，才能在錯綜複雜的電池市場取得行業領先的地位。

豐田固態電池示意圖

雖然在電動汽車領域，豐田要遠遠落後於特斯拉，但憑藉著製造混合動力汽車的經驗進軍純電汽車市場，也並不是一件困難的事情。依靠著雄厚的財力，豐田已經在電動汽車領域投入了350億美元，其中的絕大多數都用於電池的研發。不僅如此，它們還擁有強大的製造能力，這可以讓電池生產變得更加簡單。這樣看來，如果豐田能在固態電池領域處於世界領先的地位，那就不足為奇了。

那麼，為什麼豐田要在固態電池上投入這麼多精力呢？以豐田的BZ4-X為例，根據wltp的資料，BZ4-X單次充電的行駛里程為510公里，它使用的是一種鋰離子電池，可是在這塊電池上存在著很多缺點，比如，電池重量太大直接降低了能量密度。大重量電池設計是為了防止在充電過程中產生過高的熱量，充電時間是鋰離子電池的另一個缺點，在使用直流快速充電器的情況下30分鐘才能給BZ4-X充電至80%。而且，伴隨著環境溫度的下降，情況也會變得更糟。當溫度低於-20攝氏度時，直流快速充電器幾乎無法為BZ4-X的全驅版本充電。除此之外，鋰離子電池也存在著潛在的安全問題。例如，電池可能會因為撞擊失控而發生火災，雖然這類事件很少發生，但總歸是一個安全隱患。

豐田BZ4-X

那麼，豐田的固態電池是如何工作的呢？我們先來簡單地瞭解下鋰電池的工作原理，因為它們兩者之間有許多相似之處。鋰電池主要由陽極、陰極、隔膜端子以及電解液組成。陽極和陰極負責儲存鋰離子，電解液將帶正電的鋰離子從陽極帶到陰極，反之亦然。在這個過程中，鋰離子的運動產生了自由電子在正極上，就產生了電荷。隔膜則可以在放電期間，阻止電池內部的電子流動，讓電池只為陽極供電，鋰離子將回到陰極，當插入用電器後，就會發生電流的流動。相反的情況下，也是同樣的道理。鋰離子由陰極釋放，並被陽極接收，本質上講，豐田固態電池也是相同的道理，只是將易燃的液態電解質替換成了固態，不要小看這一點變化，這也是固態電池更加安全的主要原因。

固態電池的另一個優勢，就是能有效地對抗枝晶。電動汽車電池最可怕的噩夢之一就是枝晶，枝晶是指在使用過程中鋰的急劇不均勻堆積，在極端情況下，它們可能會刺穿隔膜，但是由於厚度較厚，固體隔膜能更有效的抵抗枝晶的穿刺，避免電池短路和老化現象的出現。

鋰電池工作原理示意圖

除此之外，豐田固態電池還可以提高電池的充電速度。相比於目前的充電技術，它的速度將提高6倍以上。而且，即便在較高的充電和工作溫度下，也不會出現電池損壞的風險。根據豐田的研究資料顯示，它們固態電池的能量密度要比現在主流的鋰電池高出好幾倍，這能從根本上提高汽車的行駛里程。例如，在採用了全新的固態電池後，豐田BZ4-X的續航里程提升到了965公里以上。它也可能成為豐田的第一款單次充電行駛里程到達1600公里的電動汽車。隨著電解質製造材料的簡化，豐田還可以更快地製造出屬於他們自己的固態電池。

必須得承認，豐田在固態電池領域似乎真的處在了行業領先的位置。它們曾釋出了一個固態電池概念車的影片，主角就是豐田LQ。豐田LQ不僅有固態電池，還集成了人工智慧和自動駕駛技術。但是壞訊息是，固態電池技術並不會首先運用到EV車型上，而會被用在混合動力汽車。因為混合動力汽車所需要的電池組模組更小，可以有效地控制成本。

豐田LQ

豐田首席工程師吉爾·普拉特（Gill Pratt）表示，固態電池的造價並不便宜，如果直接投入到純電汽車上，會導致汽車價格的大幅提升，混合動力汽車也可以成為固態電池的試驗場，因為它可以用最少的電池迴圈次數，讓豐田獲得更多關於固態電池在實際應用狀態下的資料。

那麼，你覺得豐田會率先在哪款混合動力汽車上用到固態電池技術呢？它會是豐田普銳斯嗎？