固態鋰電池:日本新能源的遮羞布

偉銘 2年前 (2023-10-31)

做不過的技術,放不下的身段

固態鋰電池:日本新能源的遮羞布

在25日開幕的東京汽車展上,日本車企紛紛帶來了旗下最新的純電車型。

作為傳統燃油車的陣地之一,日本在新能源時代是有所落后的,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出光興產共同合作面向電動汽車的“全固態電池”,目標在2027年至2028年實現“全固態電池”的量產實用化。

其實豐田,或者說日本車企并非第一次宣揚所謂“固態電池”了,作為一項先進的電池技術,它確實有其優勢所在,但業界沒有普遍應用的原因還是在于成本和市場。

而日本車企一直以來的高調宣傳,在筆者看來,不過是把“固態電池”當成遮羞布罷了。

固態電池:一個美好的夢

我們這里所說的固態電池,準確來說是固態鋰電池,本身并非什么黑科技。

早在上個世紀,采用固態電解質的電池就已經有了一定的技術突破,在醫療器械等領域有所應用。

目前的固態電池主要有三條技術路線:聚合物路線(主要是法國博洛雷)、硫化物路線(豐田、寧德時代、松下)、氧化物路線(索尼以及大量中國企業)

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

但無論哪條路線,理論上都要比現在的液態電解質電池要強。

固態鋰電池:日本新能源的遮羞布

(圖源:日產NISSAN汽車)

這是由固態電解質的性質決定的。固態電解質在電池中既是電解質,也充當了隔膜的作用。既保證沒有液態電解質的泄露問題,又分隔了正負極材料,不會出現短路。

有實驗表明,固態電池在針刺、擠壓、過充、加熱等破壞性測試中都保持了良好的狀態,不起火不爆炸,安全性很不錯。

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

短期難商用

既然固態電池性能優異,又相對安全,那為什么大家都沒用呢?其實除了日本車企之外,包括大眾、福特等國外品牌,以及國內電池企業也都在發力固態電池。

固態鋰電池: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,則還是技術和成本。

就連一直吹捧固態電池的豐田公司方面也表示:“無論是液態電池還是固態電池,我們的目標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,我們將爭取將這些因素減半。”

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

而在技術層面,中國研究機構真鋰研究首席分析師墨柯曾表示,目前固態電池還有很多技術關需要突破,甚至需要8年至10年才能看到成果,中日韓三國的電池企業都在努力攻關。

無奈的“遮羞布”

根據咨詢機構SNE research公布的最新數據顯示,今年1-8月,全球動力電池市場,寧德時代以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%。前十的企業中足有6家來自中國,整體市占率達到了62.6%。而日本企業松下僅排第四,甚至和第三名之間有近1倍的差距,差距極大。

固態鋰電池:日本新能源的遮羞布

(圖源:SNE)

其實在電池相關技術上,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,松下也在很長的時間里保持著電池產業的極大份額,直到近年才因為動力電池被反超。但是日本的新能源汽車路線上,卻壓錯了寶,或者說是無奈沒得選。

包括豐田在內的很多日本車企在新能源領域的早期投入大多選擇了氫能源,并不僅僅是因為氫能源是真正的清潔能源,而是因為日本極度缺少作為電池生產的核心元素——鋰。

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

在筆者看來,他們長期鼓吹固態電池技術領先,更多是為了安撫資本和消費者,維持技術領先的架子,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,觀點僅代表個人,題圖源:日產NISSAN汽車

最后,記得關注微信公眾號:鎂客網(im2maker),更多干貨在等你!

鎂客網


科技 | 人文 | 行業

微信ID:im2maker
長按識別二維碼關注

硬科技產業媒體

關注技術驅動創新

分享到