VW（VOLKSWAGEN，德国大众集团）近期发布了关于支持汽车电动化的核心——电池的企业新闻。本文在简要说明EV开发史的基础上，为大家介绍目前大众集团正在开发中的固态锂电池的优点。

当今社会，大多数人都随身携带着至少两块锂离子电池：一个在手腕上，另一个在衣服口袋里。如果有汽车钥匙、心脏起搏器和其他电子机器的话，则携带的锂离子电池数量就更多了。但是，你知道这些电池实际上是怎么起作用的吗？

电池虽然是现代生活的核心技术，但仍然存在许多未解之谜。人类使用电池已经有几百年的历史了，然而电池科学进步到可以支持像大众ID.4那样长距离行驶的电动汽车（EV），仅仅是在过去10年内发生的事情。本领域的研究人员认为，在所有选项中，通过增加电池驱动的私家车，可以减少碳排放防止气候变化。大众希望在未来几年内，电池能迎来进一步的进化。

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电池的基本化学性质由1799年亚历山大•波尔塔最初确定的公式决定。基本上，所有电池都有两个电极，一个是阳极，一个是阴极，两者之间的是电解质。当连接到电路时，电子通过电解质从阴极移动到阳极，离子则反方向移动，从而产生电流。在充电电池中，这一过程可逆向进行。

初期的电池一经发明出来，人们就开始了电动汽车的实验。尤其是在20世纪初，正值汽车产业的黎明期，电动汽车由于噪音小、操作便利、维护简单等，在城市郊区等一些新修道路的地区，一度成为销量冠军。之后，道路不断改善，发动机汽车的价格也变得更加实惠。同时，加油站快速普及，而电动汽车方面依然缺乏充电途径，且续航距离很短。这样一来，最初的EV时代走向终结。

近年来EV的“复兴”，可以说归功于1970年代被发明出来的锂离子电池。大众的EV历史显示了电池进化的程度：1970年代初，大众使用铅蓄电池制造了数台小型巴士。由安装在车身下部的电池提供动力，续航距离为25英里，同时重量增加了1447磅（837公斤）；如今，在欧洲搭载最大的锂离子电池组的“ID.3EV”，重量只有之前的三分之一，存储容量却达到4倍（82kWh）。

专家认为，EV是应对气候变化的最佳选择之一。使用液体燃料的车辆只使用了燃料中所包含的能量的约三分之一，剩下的能量转化成热和摩擦损失，并生成二氧化碳。即使使用替代燃料也会产生二氧化碳。但是，据EPA（U.S. Environmental Protoction Agency）称，EV一般可以将能量的75%以上转换为动能，此外在利用可再生能源充电的情况下，使用过程可以实现零排放。

实际上几乎所有的EV拥有者都没有见过给自己的汽车供电的电池。在大众的MEB EV平台上，为了实现最佳的重量分配，电池被分层组装。大众“ID.4”所搭载的EV电池不是一个巨大的单体电池，而是一个个模块。单个平板电池被堆叠在24个模块上，最多可由12个模块构成一个发电单元。

采用该模块方法构筑EV用电池出于多种原因。单体电池越小，单位重量的能量越多；另外，通过简单地添加或减少电池，可以提供各种续航距离和价格范围的EV；最重要的是，因为每个电池都可以用软件控制，所以可以最大限度地延长续航能力和电池的寿命，实现能量的稳定供应。

此模块系统可以用于电力的大量储存。典型的手机电池的工作电压为3.7V。大众的MEB EV平台的电池包的最大工作电压在408V。因此，大众“ID.4EV”不仅可以为马达提供足够的能量，还可以为包括暖气和空调在内的所有内饰提供电力。

另一方面，电池电源还存在几个缺点。EV能够储存的能量不如使用液体燃料的汽车，因此续航距离较短。此外，用家用电源进行充电需要花费几个小时。虽然可以选择快速充电器，但是每天都快速充电的话会加快电池劣化，而电池也是EV中最贵的部件。

因此，大众集团与开发固态锂电池概念的初创企业QuantumScape公司合作，开始着手解决这些课题。当前，几乎所有的锂离子电池都使用液体或凝胶作为电解质。固态电解质在理论上充电时间更短，单位重量的能量更多，制造成本更低。大众自2012年以来，已经向QuantumScape投资了约3亿美元，目标是在今后几年内取得成效，将获得的技术投入市场。

德国大众：引领未来运输业的固态锂电池