鋰離子電池，通過一定數量串并組合，裝配在汽車上，成為動力電源的那一刻，高成本、大體積、高質量、溫度適應敏感、熱失控安全等問題，就一直困擾著我們。

而全固態電池由于能提供更好的安全、更大的容量、更快的充電，被公認是下一代電池技術路線的發展方向，也成了各大電池產業上下游企業的必爭之地：

韓國的三大電池巨頭聯手;日本23家車企、電池、材料公司、科研院校單位聯合;歐美國家相繼發布研發規劃;德國大眾豪擲1億美元投資電池技術公司——他們紛紛瞄準并積極布局固態電池，并且加速核心技術攻克走向商業化，都是想在未來動力電池市場竟爭中搶得先機。

豐田提出全固態電池不需要冷卻

前期，豐田在各種不同場合，多次闡述其研發的全固態電池特點，除了重要的高安全特性，還解決和滿足了長續駛里程需求，快充電特性，同時，還不需要冷卻，體積可以縮減一半。(下圖為目前應用典型的電池系統冷卻板體積)

在早期，豐田執行副總裁勒羅伊(Didier Leroy)這樣描述，豐田在固態電池技術的知識產權方面處于領先地位，可以讓電池更安全，體積變的更小。

“Executive Vice President Didier Leroy believes Toyota is the leader in solid-state battery technology in terms of intellectual property. He sees them as a "game-changer" with the potential to dramatically improve driving range.

Leroy said：Toyota's solid-state batteries are based on lithium ion technology but can operate at a higher temperature than current lithium ion batteries. They do not require cooling and thus are much smaller.”

讓我們掀開全固態電池關鍵指標一角，探究一下這些特點的生成原因。

全固態電池耐熱特性、低溫特性、倍率特性突出

來自Kentaro YOSHIDA and Keizo HARADA “All-Solid-State Lithium Batteries with Wide Operating Temperature RangeMitsuyasu”對基于硫化物全固態電池做的幾項測試(主要針對小容量電池的測試)：

高溫耐受性測試：電池在高溫170℃規定的充放電(The test conditions were a constant current of 0.3 mA charge/discharge, charged to 0.3 mAh, and discharged to 3.0 V)、循環條件下，可以觀察到，容量在高溫下，非常穩定，變化很小，也就是說，副反應并沒有顯著的增加。

低溫耐受性測試：電池在低溫-40℃規定的充放電(The test conditions were a constant current of 0.02 mA, charged to 0.02 mAh, and discharged to 3.0 V)、循環(試驗條件為恒流0.02 mA，充至0.02 mAh，放電至3.0 V)條件下，可以觀察到，容量因低溫影響，也是非常小的，仍然有很穩定的放出和充入。

放電倍率特性：常溫下，在24C高倍率下放電，容量為低速率0.5C下的89%，說明該電池具有優良的功率特性。

上述測試條件，相比現在的商業化動力電池確實還有很大的局限性和差距，但是固態電池從娘胎里帶來的優點還是非常明顯的，在如此高的溫度條件，表現如此穩定，安全性可見一斑。

對于一般液態電解質電池，其策略保護，高溫>50℃進入報警狀態;70℃進入熱失控風險區。低溫環境， <0℃限制充電電流。電池在很窄的15～45℃范圍內才能穩定的工作。同時，為了保證電池系統的壽命，溫差范圍要求控制在 <5℃。

全固態電池大大降低了對冷卻系統的依賴

有資料顯示，全固態電池耐熱性在(80～120℃)、阻燃性(200℃)，均遠遠高于現有應用的液態電解質的鋰離子電池。這主要與電解質形態和結構有直接的關系。

全固態電池使用的固體電解質，是區別于液態有機電機解質的主要特征材料，現在主要研究的有兩種類型，氧化物和硫化物。目前包括豐田的全固態電池，主要是基于硫化物類型全固態電池研究。

早在日本Nissan leaf EV車上，一直延續著沒有冷卻板，依靠電池殼體自然冷卻產品設計。

對于EV電池系統，主要滿足較低倍率的充放電功率需求，在冷卻方面對熱管理表現的沒有功率型的HEV明顯。但是在低溫環境，環境適應性是得不到滿足的。所以說，對于全溫度的工況需求，更多的增加了水冷板式的熱管理系統。

這本身也是矛盾的。現有龐大的水冷系統，從成本角度，體積方面，都是不利的。

全固態電池耐熱性溫度范圍放大，安全性得到了保障。削弱了對水冷系統的依賴性。契合了解決成本和體積矛盾的想法。

盡管全固態電池如此誘人，但是，還不能停止現有熱管理技術的發展的腳步。

豐田表示，其全固態電池仍需10年的發展才能成熟。

全固態電池要想全面大批量投入生產和應用，還需要很長的一段時間。

豐田表示：“我們將小批量的試產開始，用于試點項目，我們永遠不會在客戶身上做實驗。2030年，可能是更現實的時間節點”。下圖是豐田技術路線規劃表。

熱管理高效和節能，需要繼續探索和研究

從Tesla車型演變案例觀察分析：

Tesla 產品，一直以來引起地球人足夠的好奇。其設計的精妙也確實堪稱典范。正如Elon Musk 對團隊的管理和要求一樣，在他們眼里“沒有做不到的事情”。

在熱管理功能單元組合中，透過產品的演變狀態，可以看出一些端倪。

關于電池加熱形式的變化，由PTC加熱改變為利用電機接通電流零扭矩加熱，其技術優缺點有待于后期進一步研究分析，現在還不能量化和說清楚。

其中一點是肯定的，提高熱系統效能的同時，一定是做到了降本。是雙贏的結果。這種“沒有做不到”的創新精神，值得學習。