中國儲能網(wǎng)訊：與其他許多車企一樣，豐田也在鋰空氣電池上投入了大量研發(fā)精力。工程師追求更高的能量密度從而讓電動車能夠跑得更遠。在2014鋰電池國際會議（International Meeting on Lithium Batteries）上，豐田電池研究業(yè)務部的Hideki Iba博士與豐田歐洲先進技術小組的Chihiro Yada博士指出，若克服各項技術障礙，鋰空氣電池要到2030年才能真正商業(yè)化。
在開發(fā)鋰空氣電池技術的同時，豐田也在開發(fā)全固態(tài)電池，目前其實驗中的原型產品可達到400瓦時/升的體積能量密度。兩位專家對該類電池技術也作出了預測，在克服技術障礙的前提下，全固態(tài)電池可在2025年實現(xiàn)商業(yè)化，比鋰空氣電池早5年。
全固態(tài)電池具有能量密度大和額定功率高的特點，使它具有很大的發(fā)展?jié)摿Α＝?jīng)驗證全固態(tài)電池放電率可達到50C。
相比傳統(tǒng)鋰電池，全固態(tài)電池除了體積能量密度較高之外，還具有以下優(yōu)勢：
1、封裝效率更高。全固態(tài)電池設計可支持串行疊加排列（in-series stacking）和雙極結構（bi-polar structure）。緊密的排列可減少電池組中無效空間（dead space）的體積。
2、更安全。全固態(tài)電池不會有電解液泄漏的隱患，并且它的不易燃物性和無機電解質使其熱穩(wěn)定性更強。
3、更長的使用壽命。
“全固態(tài)電池在先前一段時間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(tài)電解質之間的轉移電阻過高”Yada和Brasse兩位研究者如是說。因此，全固態(tài)電池開發(fā)過程中的主要任務就是提高它的功率密度。
研究者從以下3個方面對其功率密度進行改進：
1、開發(fā)能夠更易傳導鋰離子的固態(tài)電解質?？梢圆捎醚趸铩⒘蚧?、氮化物作為固態(tài)電解質材料。硫化物電解質可以提供更高的離子傳導性，例如Li10GeP2S12化合物的離子傳導率可達0.012西門子/厘米。
德國馬普研究所（Max Planck Institute）研究者近期則開發(fā)出2種具有超高傳導率的固態(tài)鋰電解質，分別為Li10SnP2S12與Li11Si2PS12，它們均具有極強的鋰離子擴散性?；衔镏械墓柙厥惯@兩種化合物的鋰傳導率甚至超過了上述Li10GeP2S12化合物。
2、改善電解質與電極間的界面物質，降低轉移電阻。Yada 和 Brasse指出：“固態(tài)電池中電解質與電極間界面電阻高的問題可通過設計來彌補，這在下一代電池設計中顯得尤為重要?！?
在2014鋰電池國際會議的一篇獨立論文中，Yada與他亥姆霍茲研究所（Helmholtz Institute Ulm）以及德國航空太空中心（German Aerospace Centre）的同事提出了一個固態(tài)電解質數(shù)字模型，希望基于該模型對活躍電子和電解質邊界的空間電荷區(qū)域獲得更多的了解。
3、提升活性材料中鋰離子的傳導性。在理想狀態(tài)下，能量密度高的電池中電解質層很薄，電極層很厚，并且全都圍繞在活性材料周圍。為了滿足下一代電池的技術要求，研究者必須改進電極活性材料的傳導性。
Yada 和Brasse指出，雖然全固態(tài)鋰電池的“歷史”并不短，但行業(yè)內仍將認為它是一種全新的電池技術。然而，仍然有許多技術障礙待克服。通過分析調整電極與電解質界面層的納米結構將成為全固態(tài)鋰電池突破的關鍵點。
