押注全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)，日系車能夠在新能源賽道逆風(fēng)翻盤嗎？

1月2日，據(jù)日媒報(bào)道，日本大型電池企業(yè)麥克賽爾（Maxell）開發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，其容量達(dá)到200毫安時(shí)，是傳統(tǒng)的陶瓷封裝型（方形）容量的25倍。據(jù)報(bào)道，這款新型電池具有耐熱性強(qiáng)，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，樣品最早于2024年1月出貨。

2023年12月17日，蔚藍(lán)CEO實(shí)測(cè)搭載150KWh的電池包的蔚來(lái)ET7，實(shí)測(cè)全程續(xù)航1044公里，其中智能駕駛里程為957公里，全程綜合百公里電耗為13.2度，在實(shí)測(cè)續(xù)航達(dá)1000公里時(shí)，剩余電量百分比為7%。這是半固態(tài)電池車型首次公開直播實(shí)測(cè)。

對(duì)比比亞迪海豹2023款純電版，蔚來(lái)ET7的全程續(xù)航里程明顯超越。前者搭載61.4kwh的磷酸鐵鋰刀片電池，可以實(shí)現(xiàn)550公里的續(xù)航，而后者搭載150KWh的半固態(tài)電池包，可以實(shí)現(xiàn)1044公里續(xù)航。

全固態(tài)電池技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)和技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？全固態(tài)電池方向演進(jìn)為何會(huì)成為眾多電池企業(yè)創(chuàng)新方向選擇？為何全固體電池會(huì)獲得眾多汽車企業(yè)的青睞？本文為你詳細(xì)解析。

從鋰離子電池向全固態(tài)電池演進(jìn)，固體電解質(zhì)破解是難點(diǎn)

作為新能源汽車的核心部件，動(dòng)力電池的續(xù)航和安全問題至關(guān)重要。中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高最近表示，高比能、高安全性是動(dòng)力電池的未來(lái)發(fā)展方向。他表示，電池技術(shù)的創(chuàng)新周期約為30年，這一代鋰離子電池在動(dòng)力方面應(yīng)用是在2000年左右，我們預(yù)計(jì)2030年會(huì)有一次全方位的革新。

在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，全固態(tài)電池是將鋰離子電池電解質(zhì)替換成固體。作為新一代電池的主力，全固態(tài)電池因?yàn)榭梢詫㈦妱?dòng)汽車的續(xù)航里程大幅度提升，而備受業(yè)界關(guān)注。與現(xiàn)有鋰離子電池相比，全固態(tài)電池的特點(diǎn)是充電時(shí)間短，但行駛距離長(zhǎng)。

在鋰離子電池中，鋰離子經(jīng)由液體電解質(zhì)從負(fù)極移動(dòng)到正極，由此產(chǎn)生電流。全固態(tài)電池原理與之相同。然而，當(dāng)電解質(zhì)全部為固體時(shí)，離子就很難通過粒子與粒子之間的邊界部位，這是一個(gè)顯而易見的挑戰(zhàn)。

據(jù)悉，固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池中的關(guān)鍵部件，其技術(shù)路線可以分為聚合物、氧化物、有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合、硫化物等。進(jìn)入21世紀(jì)，業(yè)界發(fā)現(xiàn)了出色的化合物，為全固態(tài)電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車的研發(fā)開辟了道路。此外，業(yè)界還開發(fā)出可以減小邊界部位阻力的技術(shù)，使得離子可以快速穿過電解液。日本企業(yè)麥克賽爾（Maxell）開發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，可以視作是一種突破。

對(duì)于全固態(tài)電池來(lái)說，提高密封性尤其關(guān)鍵，原來(lái)的方形產(chǎn)品采用陶瓷容器，但是這樣導(dǎo)致的電池體積難以大型化，陶瓷制成的方形產(chǎn)品無(wú)法滿足對(duì)于容量的需求，在這樣的背景下，這家日本公司推進(jìn)了圓柱形電池的開發(fā)。另外，這家公司開發(fā)出與傳統(tǒng)產(chǎn)品密封度相當(dāng)?shù)牟讳P鋼容器，還調(diào)整了電極結(jié)構(gòu)，以便實(shí)現(xiàn)高密度填充。通過在側(cè)面加入凹陷等創(chuàng)新，使圓柱形產(chǎn)品更能抵抗沖擊。

麥克賽爾（Maxell）開發(fā)的“PSB23280”型號(hào)產(chǎn)品，直徑約23毫米、高約27毫米，可根據(jù)企業(yè)客戶的要求調(diào)整尺寸及輸出功率。據(jù)麥克賽爾新業(yè)務(wù)部相關(guān)負(fù)責(zé)人稱，由于環(huán)境惡劣放棄使用電池的客戶開始關(guān)注使用全固態(tài)電池的可能性。

押注全固態(tài)電池量產(chǎn)車，歐日展開競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)車企也有時(shí)間表

中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼表示：“我們要加大下一代動(dòng)力電池研發(fā)的力度，重視新材料和以全固態(tài)電池為代表的新體系電池的基礎(chǔ)研究與技術(shù)研發(fā)。全球已經(jīng)有無(wú)數(shù)人投入到全固態(tài)電池技術(shù)的創(chuàng)新運(yùn)動(dòng)中。我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂級(jí)刊物上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，可以說技術(shù)是在商業(yè)化的前夜?！?br />
據(jù)悉，目前在全球范圍內(nèi)，日本企業(yè)在全固態(tài)電池上面投入最多，擁有固態(tài)電池專利技術(shù)最多的豐田汽車，這家全球汽車巨頭計(jì)劃在2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)， 在2027～2028年開始銷售全固態(tài)電池EV。目標(biāo)是充電10分鐘以內(nèi)，達(dá)到約1200公里的續(xù)航距離，這樣的續(xù)航距離相當(dāng)于傳統(tǒng)型EV的兩倍。另外一家日本車企日產(chǎn)汽車，計(jì)劃在2028年度向市場(chǎng)投放全固態(tài)電池EV。

除了日本大型電池企業(yè)麥克賽爾（Maxell）外，2023年11月15日，美國(guó)全固態(tài)企業(yè)Solid Power表示，公司已生產(chǎn)出首批固態(tài)電池A樣品，并將交付給寶馬汽車。寶馬汽車希望2025年之前推出第一輛基于Solid Power電池技術(shù)的原型車。

據(jù)悉，Solid Power公司在美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校及美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的資助下成立，2011年成立后公司先后獲得了美國(guó)空軍、美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和美國(guó)導(dǎo)彈防御局的資金支持。寶馬汽車和Solid Power在2017年便開啟了全固態(tài)電池上的合作。2021年，寶馬、福特等公司對(duì)Solid Power投資1.35億美元，并且推動(dòng)這家公司在當(dāng)年12月的納斯達(dá)克上市。

中國(guó)汽車企業(yè)也對(duì)于全固態(tài)電池持開放歡迎的態(tài)度。近期國(guó)內(nèi)汽車領(lǐng)軍企業(yè)之一的廣汽集團(tuán)在2023年廣州車展上也宣布，2026年將實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載；上汽集團(tuán)副總裁、總工程師祖似杰表示，其首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)產(chǎn)品將于2025年下線。

寫在最后

剛剛過去的2023年，全球電動(dòng)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。據(jù)美國(guó)媒體報(bào)道，美國(guó)電動(dòng)車特斯拉在第四季度交付了近50萬(wàn)輛電動(dòng)汽車，根據(jù)《汽車新聞》與倫敦證券交易所集團(tuán)分析師合作整理的數(shù)據(jù)，特斯拉2023年全球銷量約為180萬(wàn)輛。而中國(guó)電動(dòng)汽車大廠比亞迪剛剛發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年，比亞迪銷量達(dá)到302萬(wàn)輛，較2022年增長(zhǎng)62%。比亞迪超越特斯拉，成為全球新能源汽車銷量之王。如果在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域，比亞迪2023年銷量達(dá)到157萬(wàn)輛，特斯拉180萬(wàn)輛還是略占上風(fēng)。

日本汽車大廠，豐田汽車12月27日公布的1~11月全球銷量為1022萬(wàn)輛，比德國(guó)大眾830萬(wàn)輛多出約190萬(wàn)輛。今年全球汽車銷量排行榜上豐田仍然是冠軍，但是在電動(dòng)汽車市場(chǎng)，大眾1~9月的全球銷量增長(zhǎng)了45%，達(dá)到53萬(wàn)輛，豐田的純電動(dòng)汽車的全球銷量雖然增至上年的5倍左右，但仍僅為9萬(wàn)多輛。

豐田計(jì)劃到2026年將純電動(dòng)汽車的全球銷量提高到150萬(wàn)輛，到2030年增至350萬(wàn)輛。通過全固態(tài)電池的推進(jìn)，豐田汽車希望在新能源汽車市場(chǎng)卷土重來(lái)。能否憑借全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)布局，日系車在新能源賽道快速轉(zhuǎn)身，我們將拭目以待。