豐田日產松下研發成功新固態電池

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日本大型電池企業麥克賽爾（Maxell）開發出了圓柱形全固態電池，其容量達到200毫安時，是傳統的陶瓷封裝型（方形）容量的25倍。樣品最早於2024年1月出貨。去年以來，日本企業在全固態電池應用方面動作頻頻。據新華社2023年10月12日報道，日本豐田汽車公司和日本出光興產石油公司12日宣布，將在純電動車用全固態電池量產方面展開合作，共同致力於固態電解質量產技術的研發和生產力提高，爭取2027至2028年使全固態電池進入實用化階段。


據兩家公司聯合發布的公報，本次合作研發的全固態電池使用的是硫化物固態電解質，這種固態電解質能實現大容量、大功率等特性。硫化物固態電解質使用的中間材料是硫化鋰，這種材料是用石油精煉過程中的含硫副產物生產的。


兩家公司的合作將分三步走：第一階段是硫化物固態電解質的研發和準備量產驗證；第二階段由出光興產石油公司推進硫化物固態電解質的製造和量產，並由豐田汽車公司推進使用這種固態電解質的全固態電池以及搭載這種全固態電池的純電動車研發，爭取在2027至2028年將搭載這種全固態電池的純電動車推向市場；第三階段，兩家公司將根據第二階段業績探討未來的正式量產。


豐田汽車公司社長佐藤恒治當天下午在發布會上說，全固態電池能實現充電時間短、續航距離長、輸出功率大等特性，並且耐高溫和高電壓，安全性好，能滿足對動力性能要求高的跑車、需要頻繁快速充電的商務用車等需求。


2023年7月，日本東京工業大學特聘教授菅野了次等人組成的研究團隊，成功提高了全固態電池的快速充電性能和容量。該研究通過新開發基礎材料、重新研究製造工藝等方式得以實現，相關文章發表在美國《科學》雜誌上。日本東京工業大的上述研究，利用高熵材料設計開發了一種高離子導電性的固體電解質，通過增加已知鋰快離子導體的成分複雜性，使得鋰離子電導率約為傳統材料的2.3-3.8倍，從而能縮短電池充電時間。這意味著，影響電池充電性能的指標較當前傳統電池相比最多可提高3.8倍，為目前全球最高水平。


目前，全球固態電池還處於研究和開發階段，主要面臨的技術難點包括不使用電解液使得其離子導電率大幅降低，影響充電性能；固體電解質之間接觸性差，內阻較大等。


2023年12月26日，在國新辦舉行的國務院政策例行吹風會上，國家知識產權局局長申長雨介紹，在鋰電池特別是固態電池領域，中國是全球主要的技術來源國之一。


截至2023年5月，全球固態電池關鍵技術專利申請量為20798項，其中中國有7640項，占比達36.7%；近5年，我國固態電池全球專利申請量年均增長20.8%，增速位列全球第一。


據介紹，隨著我國科技創新能力的持續增強，我國在新產業新賽道領域的競爭優勢不斷彰顯，特別是以電動汽車、鋰電池、太陽能電池為代表的綠色低碳產業加快發展。數據顯示，2023年前11個月，我國電動汽車、鋰電池、太陽能電池等產品出口分別達到2693億元、4194億元和2890億元，呈現出良好的發展勢頭，相關產品在全球市場占有率也在持續提升。


“其中，電動汽車方面，我國新能源汽車銷量排名前十位的重點企業全球有效專利量已經超過10萬件，並且呈逐年快速增長勢頭。”申長雨表示。


豐田日產松下研發成功，中國車企別吹牛了，固態電池研發該抓緊了


比亞迪總裁王傳福日前宣稱，新能源汽車替代燃油車的大勢已定！引發了爭議。


事實上，前段時間，北方一場場暴雪，低溫導致電池出現了性能問題，包括換電困難、續航打折嚴重，充電變慢等一系列問題，引發了新能源車的大吐槽。


新能源要取代油車，不能忽視這些問題，裏程續航水平與充電補能速度應該與油車相似或者接近油車。山東交通學院能源與動力工程系褚瑞霞博士給出了一個解決方向——在電解液裏加添加劑，研製凝膠態電解液甚至是固態電解質，這些都可以在一定程度上改善電解液高低溫性能。


從該專家的觀點來看，解決冬季電池痛點的一個重要方向是固態電池。而固態電池比使用液體電解質溶液的鋰離子電池具有更高的能量密度，充電速度更快、安全性更高（隔膜）、低溫不怕電量跳水（電解液）、循環壽命更長等，固態電池是決定新能源汽車能否替代燃油車一個非常重要的競爭點。


而在固態電池研發上，2023年，日產、豐田、松下都宣布固態電池研發成功以及量產時間節點。從豐田來看，充電10分鍾跑1200公裏，這種補能的速度，不就跟加油一樣了嗎？而按照這個續航裏程來看，燃油車與加油站還有存在的必要嗎？沒有了。


因此，新能源替代燃油車，中國在固態電池上跑贏日本是關鍵。問題來了，中國在固態電池上，能否跑贏日本？


中日固態電池暗戰打響


在固態電池方面，中日的暗戰其實早已打響。


2023年2月，日產宣布全固態電池研發成功，2025年開始試生產，2028年生產一款由固態電池驅動的全新電動汽車。