半固态电池，会是电动自行车的未来发展方向吗？

几年前，电动山地车领域最大的问题是：动力强劲还是轻量化？消费者当然是：“全都要！”

如今，那些为了减重而牺牲动力或电池容量的车型，正逐渐被市场淘汰。大家想要的是：电机够猛、电池够大，同时重量还得合理。

这就催生了一场关于更轻、更高能量密度电池的竞赛。电池制造商的比拼的核心指标，就是能量密度——即电池每公斤重量所储存的瓦时电能。

像 Amflow PL Carbon 配备了 800 Wh 电池，超过 1000 瓦的功率，重量接近 20 公斤。

这方面，固态电池一直被视为更轻、更高性能电池的终极目标，但技术还没完全成熟。

半固态电池则提供了一种折中方案。于是，越来越多厂商开始转向半固态电池的研发，目前八方子公司T&D研发的半固态电池已经实现量产，并正在为捷安特半固态Ebike提供专用电池。

那么，半固态电池会成为行业未来的发展方向吗？又能否真正满足消费者‘既要动力强劲，又要轻便耐用’的期待？

电池入门知识

大多数电动自行车电池组内部，是由许多圆柱形电芯串联而成的，就像遥控器里的电池一样。每颗电芯都包含四个关键部分：正极（阴极）、负极（阳极）、隔膜和电解液。阳极释放电子为设备（例如电动自行车）供电，阴极则在电路的另一端接收电子。电解液允许带正电的锂离子从阳极流向阴极，并在那里与电子复合。充电时，这个过程则反向进行。

电动自行车使用的锂离子电池通常采用含有镍、镁、钴和锂的阴极，以及石墨阳极。在圆柱形电池中，阴极和阳极缠绕在一起。电解液就像连接两层的通道，必须保持两层分离以避免短路。

大多数电池使用液态电解液，这类电解液在电池体积和重量中占相当大比例。液态电解液易挥发、易燃，一旦电池被刺破，或者负极表面长出被称为“枝晶”的金属刺状物，就可能引发火灾，甚至短路。

需要说明的是，这类火灾其实非常罕见。在电动自行车事故中，最常见的原因往往是使用未经认证或私自改装的电池，以及不匹配的充电器。

什么是固态电池或半固态电池？

简单来说，固态电池的电解液层是固态的，而不是液态的，通常由聚合物或陶瓷制成。这使得单位质量或体积内能够储存更多能量——这不仅体现在减少电解液的用量上，还体现在可以使用纯锂负极代替笨重的石墨负极。固态电解质还能通过物理阻挡枝晶生长，降低短路的可能性；而且由于没有易挥发的液态电解质，因此也更具有安全优势。

然而，固态电池的规模化生产难度极大，因为固态电解质必须在巨大的表面积上与电极完美接触，即便电极会随着充电而膨胀和收缩。因此，固态电池至今尚未实现商业化。

半固态电池（SSS）则采用凝胶或粘土状电解质，并添加适量的“润湿剂”以确保与电极的充分接触。这种电池兼具固态电池的部分优势（更高的能量密度和更好的安全性），同时避免了固态电池制造过程中的诸多难题。

它们被视为固态电池的过渡方案，拥有中等的能量密度潜力以及大部分的安全优势。此外，它们在极端温度下也能表现出色，例如寒冷的冬日，液态电解质电池很难正常工作。

更重要的是，半固态电池的生产规模正在扩大，汽车制造商MG已在其部分电动汽车中应用了这项技术。八方子公司T&D也已研发出用于捷安特电动自行车的半固态电池。

那么，它们与我们现有的电池相比如何呢？

当前能量密度基准：

几年前，博世 Powertube 750 电池是市面上容量最高的电池之一。它容量为 750 Wh，重量为 4.4 kg，能量密度为 170 Wh/kg。博世后来推出了 Powertube 800 来取代它；Powertube 800 重量为 3.93 kg，能量密度高达 203 Wh/kg。Avinox 声称其 FP 700 圆柱形电池的能量密度高达 220 Wh/kg。最近，国内厂商Gobao声称其 900 Wh 电池组的能量密度为 243 Wh/kg。但尚未在实际产品中应用这款电池。

以及Avinox FP 700 ，它采用大型圆柱形电芯，可能是目前能买到的能量密度最高的电动自行车电池。