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在东京奥运会和残奥会期间，丰田的LQ概念电动车曾担任官方火炬传递以及马拉松赛事的保障车。尽管当时的LQ搭载的仍是传统锂电池，可其实在去年6月，这两台原型车曾被换装全固态电池，并且取得了全球第一个同类车型上路牌照。在完成道路测试后，这两台LQ搭载的全固态电池已被拆下来进行分解和研究，以推动下一步的研发阶段。

近日，丰田发布了关于电池研发层面的规划及技术路线，其中就包括全固态电池的最新进展及应用场景。在连线采访中，丰田汽车公司广报部技范——中井久对Auto Byte表示，丰田计划将从混合动力车型开始搭载全固态电池，并以此为目标进行研发，希望能在2025年前打通相关链条。

不过，关于丰田研发的全固态电池使用了何种电解质以及技术方案，丰田方面仍未透露更多细节。

为何先应用于HEV？

「只要是全固态电池，不管哪种电解质的材料，都会面临问题。」中井久表示，因为固态电池与锂离子电池一样，也有正极、负极电子在内部流动，从而形成电流。在此过程中，电池通过发热会产生膨胀，进而阻断电流流通，导致电池效率及容量下降，这是每种电解质都会遇到的问题。

虽然难度很高，但丰田还是没有选择先以半固态电池作为过渡方案，这是因为全固态电池里的离子会在电池中高速运动，进而实现高功率输出。「我们希望这一特性能够用于HEV车型，从而发挥全固态电池的优势。」

据丰田方面介绍，混动车型主要在起步和急加速的时候需要电池介入，这需要瞬间大电流、大功率的输出，这就契合了固态电池的特性。而在固态电池仍未成熟的当下，丰田的混动优化方案是使用双极性镍氢电池，也就是在今年7月发布的新型Aqua所搭载的电池。此款电池创新性地采用了双极性结构，实现了驱动用车载电池的实用化。与搭载在老款Aqua的电池相比，输出密度提高了2倍，让加速更有力量。

真正量产要到2030年

其实，早在2017年12月，丰田就曾表达过有关固态电池的生产规划，但目前为止，丰田的固态电池还只处于测试改良阶段。因为众所周知，全固态电池所面临的技术难点除了包含电解质的劣势，还有循环性能差、固固界面的反应机理及机制，以及锂负极的可充性问题等等，这对于车企及研发人员来说都是巨大的考验。

如今，丰田提出「2025年实现车辆前装、2030年批量生产」的目标，与大众、福特及宝马等车企提出的时间节点基本一致。

「当大家提到量产，可能想到的是成千上万的数量级，但是初期阶段可能还不会达到这个程度。」中井久表示，量产固态电池所需要不光是研发技术，还有生产技术。必须要保证在确保质量的前提下实现持续、批量的生产，实际上对于生产技术是一个巨大的考验。「我们希望在2030年前后实现真正的稳定量产，在这之前先在2025年达成搭载上车。」

为何仍执着于混动技术？

除了全固态电池外，近期双极性镍氢电池的应用，也令人看到了丰田仍在不断改进混合动力技术。新Aqua所采用的双极电池，除了输出功率密度和能量密度更高外，结构也相对变得更简单了，这就带来了轻量化及小型化的优势，同时成本也会降得更低。除此之外，此款电池由于涉及的零部件小，故障率也会降低。

「镍氢电池的性能确实得到了很大的提升，所以未来也会搭载在更多的车型上，包括纯电车型。」丰田方面表示。

根据丰田的测算，每3辆HEV的二氧化碳减排效果就相当于1辆EV。而且就目前来说，HEV车型的价格仍相对较低，在丰田看来，对于即将普及可再生能源的地区来说，充分利用HEV的电动化，同样能有效减少碳排放；而对于已经拥有丰富可再生能源的地区来说，加快普及EV、FCEV等ZEV（零排放车辆）则十分重要。

「我们要解决的问题是如何减少碳排放、或者说如何让碳排放无限接近于零。不同地区的能源情况不一样，二氧化碳减排的选择也就不同。为了扩大实现碳中和的选择，需要积极尝试各种方案。」丰田方面表示。

根据丰田提出的目标，该公司将在2030年，通过车辆及电池的一体化研发，将每辆车的成本降低到50%以下，并在供给方面根据消费者不断变化的需求，灵活应对。「例如，当EV的普及速度超出预期时，我们将进一步提高产能，提供比目前正在探讨的180GWh更高的，200GWh以上的电池。」

另外，从现在起到2030年，在电池供应体系的完善和研发方面，丰田预计将投入约1.5万亿日元（约合人民币881.2亿）的资金。同时还将通过建立研发及供应体制，努力普及EV等电动化车辆。

引自DT新材料公众号