固態(tài)鋰電池:日本新能源的遮羞布

偉銘 2年前 (2023-10-31)

做不過的技術(shù),放不下的身段

固態(tài)鋰電池:日本新能源的遮羞布

在25日開幕的東京汽車展上,日本車企紛紛帶來(lái)了旗下最新的純電車型。

作為傳統(tǒng)燃油車的陣地之一,日本在新能源時(shí)代是有所落后的,因此身為老牌勁旅的豐田汽車也在積極求變。在本月還曾宣布將與日本石油化工企業(yè)出光興產(chǎn)共同合作面向電動(dòng)汽車的“全固態(tài)電池”,目標(biāo)在2027年至2028年實(shí)現(xiàn)“全固態(tài)電池”的量產(chǎn)實(shí)用化。

其實(shí)豐田,或者說日本車企并非第一次宣揚(yáng)所謂“固態(tài)電池”了,作為一項(xiàng)先進(jìn)的電池技術(shù),它確實(shí)有其優(yōu)勢(shì)所在,但業(yè)界沒有普遍應(yīng)用的原因還是在于成本和市場(chǎng)。

而日本車企一直以來(lái)的高調(diào)宣傳,在筆者看來(lái),不過是把“固態(tài)電池”當(dāng)成遮羞布罷了。

固態(tài)電池:一個(gè)美好的夢(mèng)

我們這里所說的固態(tài)電池,準(zhǔn)確來(lái)說是固態(tài)鋰電池,本身并非什么黑科技。

早在上個(gè)世紀(jì),采用固態(tài)電解質(zhì)的電池就已經(jīng)有了一定的技術(shù)突破,在醫(yī)療器械等領(lǐng)域有所應(yīng)用。

目前的固態(tài)電池主要有三條技術(shù)路線:聚合物路線(主要是法國(guó)博洛雷)、硫化物路線(豐田、寧德時(shí)代、松下)、氧化物路線(索尼以及大量中國(guó)企業(yè))

這三條路線都有各自的優(yōu)缺點(diǎn),主要是熱穩(wěn)定性、成本控制等方面有所差別。其中聚合物路線發(fā)展較早,但是研究進(jìn)展不大,難以大規(guī)模商用;氧化物路線集中在小電池方面,之后在醫(yī)療、航天以及消費(fèi)電子市場(chǎng)可能有所利用;硫化物路線進(jìn)展同樣較慢,但發(fā)力方向主要就在新能源車方向,有大規(guī)模商用的潛力。

但無(wú)論哪條路線,理論上都要比現(xiàn)在的液態(tài)電解質(zhì)電池要強(qiáng)。

固態(tài)鋰電池:日本新能源的遮羞布

(圖源:日產(chǎn)NISSAN汽車)

這是由固態(tài)電解質(zhì)的性質(zhì)決定的。固態(tài)電解質(zhì)在電池中既是電解質(zhì),也充當(dāng)了隔膜的作用。既保證沒有液態(tài)電解質(zhì)的泄露問題,又分隔了正負(fù)極材料,不會(huì)出現(xiàn)短路。

有實(shí)驗(yàn)表明,固態(tài)電池在針刺、擠壓、過充、加熱等破壞性測(cè)試中都保持了良好的狀態(tài),不起火不爆炸,安全性很不錯(cuò)

另一方面,固態(tài)電池可以用高能量密度的材料作為電解質(zhì)以存儲(chǔ)更多的能量,在相同的體積、重量下,固態(tài)電池供能更多。

短期難商用

既然固態(tài)電池性能優(yōu)異,又相對(duì)安全,那為什么大家都沒用呢?其實(shí)除了日本車企之外,包括大眾、福特等國(guó)外品牌,以及國(guó)內(nèi)電池企業(yè)也都在發(fā)力固態(tài)電池。

固態(tài)鋰電池:日本新能源的遮羞布

(圖源:大眾汽車)

但目前主流依舊是液流電池的原因,則還是技術(shù)和成本。

就連一直吹捧固態(tài)電池的豐田公司方面也表示:“無(wú)論是液態(tài)電池還是固態(tài)電池,我們的目標(biāo)是徹底改變目前電池過大、過重、過貴的局面,在這方面的潛力上,我們將爭(zhēng)取將這些因素減半。”

一方面,固態(tài)鋰電池的鋰材料用量是普通磷酸鐵鋰電池的3-6倍,前面提到的技術(shù)路線中,最可能在汽車上應(yīng)用的硫化物路線硫化鋰,由于高活性和毒性問題,不僅工藝造價(jià)昂貴,還不耐用。

而在技術(shù)層面,中國(guó)研究機(jī)構(gòu)真鋰研究首席分析師墨柯曾表示,目前固態(tài)電池還有很多技術(shù)關(guān)需要突破,甚至需要8年至10年才能看到成果,中日韓三國(guó)的電池企業(yè)都在努力攻關(guān)。

無(wú)奈的“遮羞布”

根據(jù)咨詢機(jī)構(gòu)SNE research公布的最新數(shù)據(jù)顯示,今年1-8月,全球動(dòng)力電池市場(chǎng),寧德時(shí)代以36.9%的市占率排名第一、比亞迪以15.9%的市占率排名第二,LG新能源排名第三,市占率為14.2%。前十的企業(yè)中足有6家來(lái)自中國(guó),整體市占率達(dá)到了62.6%。而日本企業(yè)松下僅排第四,甚至和第三名之間有近1倍的差距,差距極大。

固態(tài)鋰電池:日本新能源的遮羞布

(圖源:SNE)

其實(shí)在電池相關(guān)技術(shù)上,日本的起步很早,世界上第一塊商用鋰電池便是在日本索尼公司誕生的,松下也在很長(zhǎng)的時(shí)間里保持著電池產(chǎn)業(yè)的極大份額,直到近年才因?yàn)閯?dòng)力電池被反超。但是日本的新能源汽車路線上,卻壓錯(cuò)了寶,或者說是無(wú)奈沒得選。

包括豐田在內(nèi)的很多日本車企在新能源領(lǐng)域的早期投入大多選擇了氫能源,并不僅僅是因?yàn)闅淠茉词钦嬲那鍧嵞茉?,而是因?yàn)?strong>日本極度缺少作為電池生產(chǎn)的核心元素——鋰。

鋰礦作為伴生礦物,往往是以工業(yè)副產(chǎn)物的形式采集的,而日本是貧礦國(guó)家,本身缺乏鋰資源。那為什么反而要研究比傳統(tǒng)鋰電池用鋰量更大的固態(tài)電池呢?

在筆者看來(lái),他們長(zhǎng)期鼓吹固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)先,更多是為了安撫資本和消費(fèi)者,維持技術(shù)領(lǐng)先的架子,不過是他們的一塊“遮羞布”罷了。

寫在最后

戲友可,勿戲本心也。

本文作者:Visssom,觀點(diǎn)僅代表個(gè)人,題圖源:日產(chǎn)NISSAN汽車

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