（文/張家棟 編輯/張廣凱）

據(jù)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，本周二，豐田宣布已經(jīng)在電池技術(shù)上取得了重大突破，能夠?qū)㈦姵氐闹亓?、體積和成本減半。此舉被看作是豐田搶奪未來動(dòng)力電池話語權(quán)的關(guān)鍵。

豐田公司碳中和研發(fā)中心的總裁海田敬二表示，“對(duì)于我們的液態(tài)和固態(tài)電池，我們的目標(biāo)是徹底改變目前電池太大、太重、太貴的狀況，我們的目標(biāo)是將所有這些因素減半”。

(資料圖)

伯明翰大學(xué)商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授戴維?貝利認(rèn)為，“（固態(tài)電池）通常在原型階段會(huì)有一些突破，但要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模就困難，如果這是一個(gè)真正的突破，那么它可能是一個(gè)顛覆性的改變，甚至可以說是電動(dòng)汽車行業(yè)的圣杯”。

顛覆未來的固態(tài)電池

自固態(tài)電池概念興起以來，業(yè)內(nèi)對(duì)于固態(tài)電池的潛力以及發(fā)展前景便十分看好。

按照動(dòng)力電池物理結(jié)構(gòu)劃分，液態(tài)電解質(zhì)含量逐步下降，從傳統(tǒng)液態(tài)電池到最終全固態(tài)電池的發(fā)展可以分為五大階段：即液態(tài)電池、凝膠態(tài)電池、半固態(tài)電池、準(zhǔn)固態(tài)電池、全固態(tài)電池。

目前市面上大多數(shù)動(dòng)力電池幾乎都屬于液態(tài)電池，但受原理制約，液態(tài)電池有許多明顯短板不可避免。比如因不穩(wěn)定性而帶來的安全隱患、在低溫條件下導(dǎo)致的性能下降以及電池容量接近瓶頸等問題。

相較之下，固態(tài)電池最突出的優(yōu)點(diǎn)是安全。固態(tài)電解質(zhì)可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無電解液走漏、不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等，在大電流下工作不會(huì)因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致短路，不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會(huì)因產(chǎn)生氣體而發(fā)生燃燒。

另一方面，盡管固態(tài)電池本身不能提升能量密度，但由于具備更穩(wěn)定、更安全等性質(zhì)，無論在材料、結(jié)構(gòu)或是封裝層面，都有助于提升電芯能量密度。據(jù)悉，目前半固態(tài)電池能量密度可達(dá)350Wh/kg+，準(zhǔn)固態(tài)可實(shí)現(xiàn)400Wh/kg+，全固態(tài)可突破500Wh/kg，該數(shù)據(jù)可大幅超越當(dāng)前鋰離子電池近300Wh/kg的峰值，從而帶來更輕的電池包與更長的整車?yán)m(xù)航能力。

此外，固態(tài)電池循環(huán)性能強(qiáng)。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶現(xiàn)象，大幅提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命，理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠達(dá)到45000次左右。

但在行業(yè)看來，固態(tài)電池的發(fā)展仍面臨著眾多阻礙，車企與電池廠商對(duì)于固態(tài)電池量產(chǎn)化的最大難題，在于成本管控以及制造困難。

目前，固態(tài)電池目前難以輕薄化，用到的部分稀有金屬原材料價(jià)格較高，而且全固態(tài)對(duì)生產(chǎn)工藝、成本和質(zhì)量控制也提出了更嚴(yán)苛的要求，生產(chǎn)設(shè)備替換率大等原因，其成本明顯高于現(xiàn)有液態(tài)電池。據(jù)中郵證券測(cè)算，目前固態(tài)電池較液態(tài)電池成本高出30%以上。即便是半固態(tài)電池規(guī)?；慨a(chǎn)后，其成本比也要比液態(tài)鋰電池高10%-20%。

以寧德時(shí)代為例，其重點(diǎn)布局的硫化物全固態(tài)路線，盡管已有高能量密度的固態(tài)電池實(shí)驗(yàn)樣本，但距離實(shí)現(xiàn)商業(yè)化可能仍需5年以上時(shí)間。

因此，國內(nèi)包括東風(fēng)、蔚來、賽力斯、深藍(lán)、智己、埃安、高合等車企，均將目光瞄向了更易于落地的半固態(tài)電池。

這也導(dǎo)致固態(tài)電池作為動(dòng)力電池行業(yè)發(fā)展的終極方向，誰能夠率先實(shí)現(xiàn)可控成本下的量產(chǎn)，誰便掌握了下一代新能源的技術(shù)風(fēng)口。

豐田的搶跑

盡管在混動(dòng)領(lǐng)域被一眾中國汽車企業(yè)后來居上，讓豐田失去了中國新能源市場(chǎng)的話語權(quán)，但面向未來，豐田依然自信滿滿。

海田敬二指出，豐田已經(jīng)開發(fā)出了提高電池耐久性的方法，并相信現(xiàn)在可以制造出續(xù)航里程為1200公里的固態(tài)電池，充電時(shí)間為10分鐘或者更短。

在豐田看來，全固態(tài)電池壽命較短是核心課題。固體電解質(zhì)隨著電池的充放電反復(fù)膨脹和收縮，可能會(huì)引發(fā)龜裂，導(dǎo)致鋰離子在正負(fù)極之間的流動(dòng)會(huì)變得困難。但現(xiàn)在，豐田已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了克服這一課題的新技術(shù)。在核算成本后，全固態(tài)電池將全面進(jìn)入面向量產(chǎn)研發(fā)的階段。

雖然按照規(guī)劃，豐田的固態(tài)電池產(chǎn)品至少要在2025年后才能面世，至少在2027年后有望量產(chǎn)，但從技術(shù)積淀來看，該企業(yè)當(dāng)前所獲得的相關(guān)技術(shù)成果的確非常可觀。

據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)報(bào)道，從自2000年至2022年3月底公開的固態(tài)電池專利申請(qǐng)數(shù)來看，豐田以1331件居首位，是第二名的3倍。申請(qǐng)數(shù)前五名的企業(yè)中，除三星之外其它四家均來自日本。

注定“卷”起的電池產(chǎn)業(yè)

盡管目前中國新能源市場(chǎng)蒸蒸日上，但作為下一代電池的重要攻關(guān)方向，尤其是在豐田不斷打破固態(tài)電池技術(shù)桎梏之時(shí)，中國產(chǎn)業(yè)鏈也更需要對(duì)此予以重視。

根據(jù)《中國制造2025》的相關(guān)要求，到2025年、2030年，我國動(dòng)力電池單體能量密度需分別達(dá)到400Wh/kg、500Wh/kg，這無疑已經(jīng)超出了液態(tài)電池的“能力范圍”。

中科院院士、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長歐陽明高表示，要想實(shí)現(xiàn)2030年500Wh/kg的能量密度目標(biāo)，固體電解質(zhì)層面的突破是不得不走的必由之路。

他還指出，在固態(tài)電池領(lǐng)域，日本超前我們5年，“現(xiàn)在的全固態(tài)電池，如果從國家角度來講，肯定是日本最重視，做得最好、規(guī)模最大”。

中國電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長董揚(yáng)也認(rèn)為，以固態(tài)動(dòng)力電池為代表的新一代動(dòng)力電池，是未來的重要競(jìng)爭領(lǐng)域，“我們需要吃著碗里看著鍋里，給予足夠的重視”。

借由新能源產(chǎn)業(yè)的迅速顛覆，中國汽車產(chǎn)業(yè)通過液態(tài)電池方面的競(jìng)爭優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了“彎道超車”，在全球動(dòng)力電池裝機(jī)量排行前十的企業(yè)中，已經(jīng)有六家來自中國，寧德時(shí)代與比亞迪更是高居榜首。

但也正與當(dāng)年中國企業(yè)鉚足干勁在混動(dòng)等領(lǐng)域超越合資品牌一樣，如今的歐美日韓企業(yè)，也已經(jīng)意識(shí)到與中國車企的差距并期望在下一個(gè)風(fēng)口迎頭趕上。

當(dāng)前，豐田通過固態(tài)電池的技術(shù)積淀已經(jīng)快要摸到行業(yè)未來的“麥克風(fēng)”，在此前提下，手握全球最大新能源市場(chǎng)的中國車企和電池廠商，又將如何守住自身的話語權(quán)，值得期待。

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