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押注固态电池 日本车企谋超车

作者:张冬梅 来源:中国汽车报 发布时间:2022-04-26 浏览:

中国储能网讯:相比中国、欧洲、美国电动汽车市场的欣欣向荣,日本在纯电动赛道已明显落后,从该国惨淡的电动汽车销量和市占率就可见一斑。近日,日产全固态电池说明会、本田汽车电动化业务说明会等活动密集举办,这些日本车企无一例外都表示将加码固态电池研发,希望在未来的电动汽车竞争中夺得先机。按计划,日产将于2024年在横滨建设试点工厂,2028年推出配装全固态电池的量产车。本田决定投资约430亿日元(目前1日元约合0.0502元人民币),建设全固态电池示范生产线,预计2024年春季启动,并希望将全固态电池搭载在2026~2030年间推出的车型上。丰田汽车此前也表示,看好全固态电池,预计2025年前投入量产。

日系三巨头“买定离手”

首先需要指出的是,固态电池有全固态电池和半固态电池之分。不少业内人士认为,应从当下液态锂离子电池向半固态电池乃至全固态电池逐步过渡。不过,丰田、本田和日产貌似都直接瞄准了全固态电池。例如,在日前举行的日产全固态电池说明会上,有记者问道,日产是否考虑在推出全固态电池前,先推出半固态电池产品?对此,雷诺-日产-三菱联盟全球副总裁、日产综合研究所所长土井三浩表示,日产也在评估半固态电池的可行性,但目前的研究重点还是全固态电池。

截至目前,丰田、日产和本田都相继发布了包括电动化战略在内的未来长期规划,全固态电池都位列其中。具体来看,2021年9月,丰田举办了面向海内外投资者和媒体的“电池与碳中和说明会”,宣布到2030年将投资1.5万亿日元,用于车用动力电池的研发、生产和供应。其中,2/3将用于电池的生产与供应,剩下的1/3用于电池研发,目标是将每辆车的电池成本降低50%,打造新型锂离子电池,包括液态电池的革新、全固态电池等。时任丰田首席技术官的前田正彦指出,丰田看好固态电池,预计在2025年之前投入实际应用。

2021年11月底,“日产2030愿景”对外发布,提出未来5年将投资大约2万亿日元,加快推动电动化产品布局和技术革新。近日,日产方面表示,将于2024年在日本横滨建造全固态电池的试点工厂,并于2028年推出搭载全固态电池的纯电动车型。

前不久,本田召开汽车电动化业务说明会,宣布未来10年,本田在研发方面的预算将达到8万亿日元。其中,3.5万亿日元将用于电动化和软件领域的研发,再加上生产设施等方面1.5万亿日元的投资,未来10年电动化和软件领域的投入规模将共计达到5万亿日元。会上,本田特意强调,将加快新一代电池的自主研发,投资约430亿日元建设一条全固态电池的示范生产线,预计2024年春季建成投产。量产方面,本田的目标是在2026~2030年间推出的新车上配装全固态电池。

至此,丰田、日产、本田的全固态电池商业化都有了相对明确的时间表。

欲在电动赛道“弯道超车”

为什么日本车企如此看重全固态电池技术?这恐怕与当前汽车行业发展趋势及日本车企在纯电动路线相对滞后不无关系。

目前,全球主流车企都在积极推进电动化转型。从主要目标市场的技术路线来看,中国市场一直主推纯电动路线;欧洲市场当前是插混和纯电动并行,但随着欧盟排放标准不断收严,插混车要想达标会越来越吃力,因此大众集团、戴姆勒、宝马、Stellantis等都在加码纯电动技术。美国在总统拜登上台后重新掀起新能源汽车热潮,美国本土车企通用、福特都在加快推出纯电动车型。

相比之下,青睐油电混合动力车的日本市场一直对纯电动车不太“感冒”,或许也是因为这样,一向谨慎的日本车企在纯电动车领域表现得相对“保守”一些,即使2011年上市的日产聆风曾一度是全球最畅销的纯电动车,但在那之后,日产迟迟没有推出接档车型,其第二款纯电动车Ariya B6 SUV在两度延迟后,预计今年5月在日本上市。

续驶里程是纯电动车的关键所在,如果日本车企能在电池技术方面取得飞跃性突破,那么就可以在纯电动车领域取得后发优势。日本在锂离子电池产业上已经落后中韩,而全固态电池是其“弯道超车”的希望所在。固态电池具有高安全、高续驶、低成本等优点,日产称它是“一项足以改变行业的先进技术”。日产方面指出,全固态电池的能量密度接近传统锂离子电池的2倍,拥有出色的充、放电性能,将进一步缩短充电时间,同时由于降低了昂贵原材料的使用率,可将电池成本降至更低。

日产预计,通过采用全固态电池,到2028年,可将电池成本降至每千瓦时75美元(目前1美元约合6.4691元人民币),同时通过不断的创新,未来进一步降至每千瓦时65美元,以实现电动车型和燃油车型的成本平价。除了乘用车外,日产还计划将全固态电池应用到皮卡等更广泛的细分车型,进一步提升其竞争力。

产学研合作推进商业化

不过,到目前为止,全固态电池还仅限于实验室应用。和其他前瞻性技术一样,全固态电池在产业化之前也面临着各种障碍。当前,全固态电池的耐用性和安全性仍有待提高。例如,丰田汽车动力总成部门执行副总裁凯基·凯塔曾在2021年年中对外透露,工程师已经制造出可以工作的原型电池,并将其安装在概念车上,但这些电池在反复充电后会出现故障。为攻克技术瓶颈,丰田工程师正在调整电池的阳极和其他材料,尤其是固体电解质。

虽然困难重重,但没有一家车企可以抵挡得住固态电池成本低、安全性高,且续驶里程长的“诱惑”。凯塔认为,全固态电池开发的突破可能来自新材料或新设计。日产方面则指出,其在自主研发、制造软包锂离子电池方面积累的高精度、高速电极层叠技术,都将应用于全固态电池的研发。

尽管固态电池的研发与生产还存在一些瓶颈,但丰田方面始终认为,最后的回报是值得的。凯塔称,丰田希望在2025年大规模生产固态电池。丰田高级研究员吉尔·普拉特也在今年年初对外透露,丰田计划率先在混动车上使用固态电池,在2025年之前实现固态电池商业化。不过,目前尚不确定他指的是油混车还是插混车。

除了整车厂商外,产业链上游企业及日本政府也在推进固态电池的研发与商业化进程。近日,日本老牌石化巨头出光兴产宣布,最早将于2024年开始尝试生产全固态电池所使用的电解质,并向汽车厂商和电池企业供货。日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)此前也曾组织数十家日本车企、电池厂商、材料厂商、大学、研究机构等,共同开展固态电池相关基础研究。

国际“军备赛”愈演愈烈

除了日本车企外,中国、美国、欧洲等国家和地区的企业也十分看好固态电池的前景,已开始展开积极行动。不少车企押宝拥有先进技术的固态电池初创企业,希望来掌控这项技术。例如,宝马和福特投资了美国固态电池初创公司Solid Power,而美国另一家固态电池领域的“明星”企业QuantumScape得到了大众集团、上汽、比尔·盖茨等知名企业和商界人士的支持,其中大众集团是该公司的大股东,希望2025年推出搭载固态电池的电动汽车。在大众集团看来,全固态电池才是未来车辆动力电池的终极形态,2025年之后可以投入应用。

在韩国,现代汽车计划在2025年试生产配备固态电池的电动汽车,2027年部分批量生产,2030年左右实现全面批量生产。韩国头部电池企业也纷纷表态,例如,LG新能源计划2026年开始大规模生产聚合物基全固态电池,2030年开始生产更先进的硫化物基电池。三星SDI位于韩国的全固态电池试点生产线于今年3月破土动工。浦项制铁等韩国部分上游材料企业也已同步跟进。

在中国,包括孚能科技、国轩高科、辉能科技、赣锋锂电、清陶能源、卫蓝新能源等在内的多家企业也在布局全固态及半固态电池开发,并与部分车企协同研发。众多产业链头部企业的积极布局,给业内带来一个信号,即面向2025年后下一代动力电池技术的卡位战,已揭开战幕。

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关键字:固态电池

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