三星电机真的是全球首家？“梦幻全固态电池”进展到哪一步了[AK广播]
电动车起火后安全电池备受关注
三星电机推进氧化物系全固态电池商用化
车用硫化物系全固态电池仍需跨越量产门槛
随着电动汽车的普及扩大，电池起火正成为突出的重大安全问题。电动汽车相比内燃机汽车更加环保、燃料成本更低，但与电池火灾相关的问题却在削弱消费者对电动汽车的信任。为解决这一问题，国内外众多企业和研究机构正着手开发新型电池技术，政府和消防当局也在制定相应的应对方案。
近期，消防当局开发出一款用于扑灭电动汽车火灾的新装备——EV Drill Lance。这一设备通过在位于电动汽车底部的电池包上钻孔，将高压冷却水直接注入电池内部，以快速降低电池温度，从而扑灭火灾。与以往方式相比，这一方法要高效得多。过去主要是在电池表面喷洒水，往往难以抑制电池内部的热失控。这项新技术为消防部门在电动汽车火灾现场迅速应对打开了可能性，有望大幅提升对电动汽车火灾的处置能力。
“从根本上说，开发安全电池才是终极解法”
为从根本上解决电动汽车火灾问题，各类技术开发正在推进。LG化学近日开发出一项技术：当电池内部温度升至一定水平以上时，切断电子流动，使电池停止工作。该技术通过调控电池内部电解质，阻止电子在正极和负极之间自由往返，其原理在于此。借此可以从源头上阻断电池内部发生的热失控现象，从而降低起火可能性。
这一技术与传统的保险丝系统类似。过去家中发生电路短路时，配电箱中的保险丝会切断电流，如今则是在电池内部实现类似机制：一旦达到一定温度就停止工作。这项技术被评价为具有革命性提升电池安全性的潜力。
作为从根本上解决电池安全问题的方案，全固态电池（Solid-State Battery）技术正备受关注。全固态电池用固体电解质替代传统锂离子电池中使用的液体电解质，被认为能够大幅降低起火风险。由于不含液体电解质，全固态电池不易发生燃烧，同时更加稳定，寿命也更长。
目前已实现商业化的全固态电池主要有两大类：氧化物系全固态电池和硫化物系全固态电池。氧化物系全固态电池质地坚硬且稳定，但可做得很小，因此更有可能用于超小型电子设备。相反，硫化物系全固态电池柔韧性好、离子电导率高，被认为适合开发为电动汽车等大型电池。但由于硫化物本身具有毒性，要实现安全处理和商业化仍面临诸多技术挑战。
三星电机开发的“全球首款超小型全固态电池”是什么？
近期，三星电机宣布成功开发出全球首款氧化物系全固态电池，引发关注。这款电池并非面向电动汽车用的大型电池，而是定位为用于可穿戴设备的超小型电池。
三星电机开发的这款电池，虽体积小巧，却拥有较高的能量密度。它可应用于智能手表、无线耳机，甚至智能戒指等超小型可穿戴设备，预计将比锂离子电池更高效、更安全。
据三星电机介绍，这款超小型全固态电池目前已向客户提供样品并进行测试。主要客户很可能是三星电子，三星电子预计将把全固态电池尽早应用于自家可穿戴产品。这既是引领全固态电池技术的机会，也是其在与苹果竞争中取得优势的重要砝码。
与三星电机一道，日本TDK也在去年6月宣布开发全固态电池。TDK表示，其开发的是与三星电机同类的氧化物系全固态电池，由此预示着国际电池市场的竞争将更加激烈。TDK已是苹果的小型电池供应商，通过全固态电池，有很大可能被苹果的可穿戴设备采用。
不过，三星电机方面表示，虽然自家全固态电池与TDK产品属于同一类型，但在商业化推进以及客户测试方面，三星电机处于领先地位。实际上，三星电子有可能在样品测试结束后，将这一技术应用于Galaxy Ring等新形态可穿戴产品。
电动汽车用全固态电池也将上演韩日对决
在电动汽车用全固态电池领域，预计将主要采用硫化物系全固态电池而非氧化物系。由于硫化物系电池离子电导率高、柔韧性好，非常适合开发为大型电池。但受限于硫化物的毒性以及工艺复杂性，实现商业化并不容易。目前在这一领域走在最前列的是Samsung SDI和日本丰田，两家公司正以2027年为目标推进电动汽车用全固态电池的商业化。
然而技术难题依然存在。全固态电池的生产工艺与现有锂离子电池完全不同，尚未建立使用固体电解质的量产技术。为实现量产，必须开发利用高温高压制造电池的复杂工艺，而如何以低成本实现这一点，是成败关键。
汽车行业也在积极推进自研电动汽车电池。丰田以及现代汽车均在直接开展电动汽车电池研究，并通过获取专利来积累技术实力。汽车制造商之所以专注电池研究，是因为电池在电动汽车中扮演着核心“发动机”的角色。即便不亲自生产，只要掌握技术实力，就能在与电池企业的谈判中占据有利地位，这被视为其战略考量。
汽车企业的这一动向与苹果的半导体设计模式类似。苹果一直采用自行设计半导体、将制造外包的方式，从而提升产品竞争力。汽车行业同样通过自研作为电动汽车核心部件的电池技术，为未来在市场上掌握主导权做准备。
全固态电池商业化的未来
全固态电池目前在电动汽车市场备受期待。Samsung SDI和丰田以2027年实现全固态电池商业化为目标，这一技术有望在革命性提升电动汽车安全性的同时，大幅延长续航里程，成为重要突破口。
全固态电池的商业化不仅是技术问题，更是在电动汽车普及的同时，有望给整个产业带来巨大变革的重要议题。
随着技术进步不断提升电池安全性，人们有望在不久的将来可以放心使用电动汽车。期待这种变化能够消除社会上的“电动汽车恐惧症”，并成为迈向更美好未来的重要里程碑。
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