为了提供更便宜，更安全且能够一次充电500英里的电动汽车，汽车行业需要在电池技术方面取得突破。说起来容易做起来难。
日本，中国和美国的科学家正在努力破解如何显着提高电池能够储存的能量并使EV的行驶里程与满罐气体齐化的代码。这项任务归功于固态技术，这是对电池内部架构的彻底改造，使用固体材料代替易燃液体来实现充电和放电。该技术有望对现有的锂离子电池组进行重大改进，汽车制造商表示这些电池组的存储能力已达到极限，并且可能永远无法为长距离型号提供足够的电力。
如果能够掌握它，固态技术可以帮助加速内燃机汽车的消亡，并可能将电动汽车充电时间从几个小时缩短到大约10分钟。由特斯拉公司制造的增压器网络，现在提供一些最快的充电时间，需要大约30分钟才能将耗尽的汽车降至80％。
位于瑞士Kriegstetten的特斯拉增压器站
福特汽车公司能源存储战略和研究高级经理特德米勒说：“如果没有固态技术，我们看不到另一种方法。”该公司研究了旨在提供更强大功能的各种技术。电动车电池。“我现在无法预测的是谁将把它商业化。”
目前，具有固态电池的最佳原型仅足以将单人车辆推向日本富士山附近的丰田汽车公司停车场。戴姆勒股份公司（DaimlerAG）和菲斯克公司（FiskerInc.）等汽车公司正在努力完成这项任务，中国锂电巨头，法国石油公司道达尔公司（TotalSA）以及麻省理工学院和斯坦福大学的衍生公司也在努力。菲斯克最早可能会在今年进行车辆测试，而丰田和戴姆勒的时间表可延伸至2020年。
包装更多打孔
固态电池有望以更小，更简单的方式为电动汽车增加行驶里程。
赌注是巨大的。预计电动汽车的采用将推动锂离子电池的指数增长，这是内燃机的替代品。BloombergNEF的最新报告发现，电动公交车和乘用车在2017年的锂离子电池需求量为44千兆瓦时-到2030年，预计需求量将超过每年1,500千兆瓦时。根据瑞银集团（UBSGroupAG）的数据，任何具有超过锂离子技术的可行固态电池的人都可以在所有电动车电池的市场中占据优势，到2025年将达到约840亿美元，而现在约为230亿美元。
固态成功需要什么
锂离子技术是移动电话和个人电子产品在移动电动汽车和公用事业规模储能之前数十年的标准，它使用液体电解质在阳极和阴极之间穿梭离子以对电池充电或放电。顾名思义，固态电池用固体材料如陶瓷，玻璃或聚合物代替这种液体。
这应该可以降低电池爆炸的风险，并允许更薄的电池和更小的电池组安装在汽车座椅下面。研究人员还希望将固体电解质与锂金属阳极配对，以提高能量密度，使电动汽车能够在不停止的情况下长距离行驶。这可能有助于消除消费者对果汁中途耗尽的担忧，从而刺激销售。
要实现这一切，需要解决一系列难题。原型目前的电池寿命对于车辆而言太短并且导致导电性差，成本不足以及在充电或放电时有时剧烈膨胀和材料收缩。日本锂离子电池技术与评估中心联盟（LIBTEC）常务董事YasuoIshiguro表示，当科学家解决一个问题时，这通常会加剧另一个问题。超过25家公司-包括丰田，松下和日产汽车公司-获得了大约9000万美元的政府资金支持，以加快进度。
HenrikFisker和首席科学家FabioAlbano博士正在洛杉矶的Fisker固态技术实验室检查设备
“在那里的所有成员中，似乎每个人都已经解决了五件最重要的事情中的一件或两件或三件，但没有人能真正解决所有事情，”同名洛杉矶董事长兼首席执行官HenrikFisker说道。基于EV制造商。
中国的青岛新能源研究所将在两年内试验汽车，并在2025年之前考虑商用产品。中国最大的电池生产商CATL在其先进电池研究中包括固态产品。韩国三星SDI公司，SK创新公司和现代汽车公司表示，他们也正在研究这项技术，现在正以英国家电设备制造商戴森公司（DysonLtd.）为目标，该公司目标是电动汽车。
“对于乘用车，我们应该在20世纪20年代初期看到原型车，”德国斯图加特戴姆勒公司电池研究主管AndreasHintennach说。包括梅赛德斯-奔驰在内的品牌背后的汽车制造商上个月同意到2030年订购230亿美元的当前一代锂离子电池。
大众汽车公司计划在2022年与合作伙伴QuantumScapeCorp.开始试生产。
这些时间表可能会很乐观。
“这是一个残酷的战场实际上使这些电池工作，没有人在任何地方接近，”位于科罗拉多州博尔德市的CairnEnergyResearchAdvisors的行政总监SamJaffe说。
工人们在SolidPower位于科罗拉多州路易斯维尔的试生产工厂检查用于开发固态电池的设备
BNEF伦敦分析师詹姆斯弗里斯表示，具有所有承诺优势的固态电池将在20世纪20年代末结束，即使在那时，它们仍然可以定价。
特斯拉表示，它经常与开发人员交谈，并审查电池原型，但尚未看到一种比现有锂离子电池更好的技术。它的ModelS一次充电可以行驶335英里（539公里）。“我们看起来尽可能地努力，”首席技术官JBStraubel在6月的年会上说。“我们都是耳朵，我们很乐意找到它，但我们还没有找到它。”
特斯拉供应商松下表示，它将继续研究固态技术，尽管在商业化成为可能之前还存在“许多障碍”。
丰田突破的潜力
根据竞争对手，学者和专利数据，对丰田的最大希望取决于丰田。
位于日本爱知县丰田市的丰田COMS超紧凑型电动车
根据彭博社的TommyShen分析，亚洲最大的汽车制造商至少拥有233项关于该技术的专利或申请-几乎是其最接近竞争对手数量的三倍。该公司计划在其电池业务上投资1.5万亿日元（139亿美元），并计划在20世纪20年代初将固态技术商业化，根据其10月发布的年度报告。
在过去十年中，丰田一次部署多达200名员工，主要在靠近富士山的东富士研究中心开展这项技术。该公司在使用固态电池为数字时钟，两轮摩托车和传送带提供动力方面取得了进展，然后在其单座低速汽车COMS的改装版本中测试了该技术。LIBTEC的前丰田经理Ishiguro表示，该车辆更多地是为研究人员提供灵感而不是运输方式。
福特公司的米勒表示，随着许多现有的电动车电池制造商专注于提升产量和降低成本，丰田的主要挑战者可能是美国创业公司的集群。为了反映这种可能性，大众去年支付了1亿美元来增加其在前斯坦福大学研究人员和总部设在加利福尼亚州圣何塞的QuantumScape的股份。
IonicMaterialsInc.总部位于马萨诸塞州Woburn，是SunMicrosystems的联合创始人BillJoy和一家风险投资基金，该基金由汽车制造商RenaultSA，Nissan和MitsubishiMotorsCorp.作为支持者。总部位于Woburn的MIT衍生公司SolidEnergySystems预计将于2021年开始试用EV，首席执行官胡启超在日本大阪举行的10月论坛上表示。
总部位于科罗拉多州路易斯维尔的电池公司SolidPower自2017年12月起与宝马公司建立了合作伙伴关系。首席执行官道格坎贝尔表示，他相信固态技术在汽车领域具有商业可行性。只是不用再过5到10年。
坎贝尔说：“我不会说我们面前没有挑战。”“但我相信，我没有看到它所说的挑战：'在这里会有奇迹。'”
