上學(xué)時(shí)地理課都會(huì)講到，日本因?yàn)楸旧淼乩碓�因，使得其非可再生資源十分匱乏。未雨綢繆一直是其上至政府、下至企業(yè)的發(fā)展策略。因此早在千禧年前后，日本科學(xué)家以當(dāng)時(shí)能量消耗速度進(jìn)行計(jì)算，到2020年日本國(guó)內(nèi)的電費(fèi)將會(huì)因?yàn)槟茉炊倘钡竭_(dá)普通民眾無(wú)法承受的頂點(diǎn)，所以選擇替換能源成為了進(jìn)入21世紀(jì)后日本政府發(fā)展規(guī)劃策略的重中之重，核能是首先被考慮的對(duì)象。

　　核電廠(chǎng)事故給了燃料電池發(fā)展機(jī)會(huì)，實(shí)際上地震發(fā)生的前兩年日本本土家用燃料電池已經(jīng)悄然開(kāi)始上市銷(xiāo)售，其目標(biāo)就是進(jìn)入成為百姓家庭電能供給的重要組成部分，其中的氫燃料來(lái)源通過(guò)天然氣制取。

　　通過(guò)東京瓦斯、大阪燃?xì)狻⒓�坤日礦、日石能源等公司進(jìn)行銷(xiāo)售的氫燃料早已融入到日本普通民眾的生活中。換言之，日本氫燃料輸送體系經(jīng)過(guò)了接近10年發(fā)展的相對(duì)完善。包括能源提取、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及相關(guān)的配送鏈條體系比歐美國(guó)家的成熟度更高。在外人看來(lái)豐田此時(shí)推出Mirai有些不切合實(shí)際，實(shí)際上更像是當(dāng)年搶占混動(dòng)市場(chǎng)一樣，他們已經(jīng)看到了明確的發(fā)展道路。

■ 大便革！哦不，是大變革！

　　鋰電池、鋰離子電池相信大家都用過(guò)，它內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有些像夾心餅干。兩邊酥脆的餅干就像是正、負(fù)級(jí)，中間的軟糯的夾心就是電解質(zhì)，之所以和大家聊這個(gè)是因?yàn)榭茖W(xué)家們正在努力改變中間的“夾心”材料，使整塊餅干都變成固體狀態(tài)。當(dāng)然，他們并非是浪費(fèi)研發(fā)資金做無(wú)用功，這樣的改變能大幅提升電池的能量密度，對(duì)使用者而言能讓我們的純電動(dòng)車(chē)在電池重量不變的情況下跑得更遠(yuǎn)。

　　1991年日本索尼公司與旭化成公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池。從此以后，它們的身影充斥在我們的生活中。當(dāng)然，它也有自己的缺點(diǎn)，比如過(guò)充以及過(guò)放會(huì)明顯影響壽命，耐高溫性略弱等。

　　受制于現(xiàn)有體系架構(gòu)和關(guān)鍵正極材料影響，市面上鋰離子電池能量密度基本上很難突破300Wh/kg。其中磷酸鐵鋰電池單體能量密度以難超過(guò)140Wh/kg，規(guī)模化的三元鋰電池單體能量密度最多做到220Wh/kg，實(shí)驗(yàn)室里的上限相對(duì)較高，但也僅僅是300Wh/kg。當(dāng)消費(fèi)者們不斷追求車(chē)輛擁有更長(zhǎng)續(xù)航里程時(shí)，傳統(tǒng)鋰離子電池顯得有些力不從心了。既然現(xiàn)實(shí)無(wú)法滿(mǎn)足需求，那這正好代表著有廣大的市場(chǎng)。

　　通過(guò)上面的示意圖，您不難看出兩種電池相比，最大的區(qū)別便是電解液被固態(tài)電解質(zhì)所取代。換句話(huà)說(shuō)全固態(tài)電池里面既沒(méi)有氣體，也沒(méi)有液體，所有材料都以固態(tài)形式存在。那么，材質(zhì)不同對(duì)于我們使用者而言有什么顯而易見(jiàn)的好處呢？

- 能量密度高

　　全固態(tài)電池相比現(xiàn)在市面上常見(jiàn)的鋰離子電池能量密度有大幅度的提升，在國(guó)外的一些實(shí)驗(yàn)室中，已經(jīng)試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池了，相比于目前鋰離子電池100-220Wh/kg的能量密度可謂翻了一番。

- 體積小

　　上面是“傳統(tǒng)”電池結(jié)構(gòu)圖，不難看出其中包含了隔膜和電解液，兩者加起來(lái)占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。固態(tài)電池中，電解液的部分被固態(tài)材料取代。日本科研人員表示他們已經(jīng)可以將正負(fù)極之間的距離縮短到微米級(jí)單位，這樣電池體積大大縮減。未來(lái)放到電動(dòng)車(chē)上，留給駕乘人員的空間顯然更大。

- 更安全

　　提到電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池組，除了儲(chǔ)電能力，大家最關(guān)心的非安全表現(xiàn)莫屬。畢竟車(chē)輛續(xù)航里程短還可以通過(guò)增加充電頻率解決，可出現(xiàn)安全隱患，亦或者說(shuō)因?yàn)殡姵亟M引發(fā)事故，往往會(huì)對(duì)人身生命安全造成不可逆的損害。

　　正是因?yàn)楣虘B(tài)電池有著如此多的優(yōu)勢(shì)，因此眾多車(chē)企紛紛對(duì)其拋出了橄欖枝。除了豐田、本田為首的日系廠(chǎng)家，連此前火花塞領(lǐng)域重要供應(yīng)商N(yùn)GK也提出轉(zhuǎn)型，針對(duì)固態(tài)電池進(jìn)行研發(fā)。當(dāng)然，就像是前面咱們聊到的，新事物雖然能夠解決現(xiàn)有問(wèn)題，可同樣會(huì)帶來(lái)新困擾。譬如其高昂的制造成本，使其在短時(shí)間內(nèi)仍較難走進(jìn)普通消費(fèi)者生活中，降低成本或許需要數(shù)年乃至數(shù)十年。

全文總結(jié)：

　　人們總說(shuō)科技改變生活，不過(guò)有時(shí)候科技的發(fā)展也會(huì)帶來(lái)新問(wèn)題。具體到交通工具上，純電動(dòng)車(chē)雖然沒(méi)有尾氣排放，但上游環(huán)節(jié)電能的制取卻并非零污染；過(guò)長(zhǎng)的充電時(shí)間以及過(guò)短的續(xù)航里程也是亟待解決的難題。幸好，這個(gè)世界上還有工程師，無(wú)論是牛糞還是固態(tài)電池，改變現(xiàn)有窘境的往往就是毫不起眼的事物或靈感。（文/圖 汽車(chē)之家 唐朝）

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