日系三巨頭“買定離手” 全固態(tài)電池或2025年前投入量產(chǎn)

相比中國、歐洲、美國電動汽車市場的欣欣向榮，日本在純電動賽道已明顯落后，從該國慘淡的電動汽車銷量和市占率就可見一斑。近日，日產(chǎn)全固態(tài)電池說明會、本田汽車電動化業(yè)務(wù)說明會等活動密集舉辦，這些日本車企無一例外都表示將加碼固態(tài)電池研發(fā)，希望在未來的電動汽車競爭中奪得先機。按計劃，日產(chǎn)將于2024年在橫濱建設(shè)試點工廠，2028年推出配裝全固態(tài)電池的量產(chǎn)車。本田決定投資約430億日元(目前1日元約合0.0502元人民幣)，建設(shè)全固態(tài)電池示范生產(chǎn)線，預(yù)計2024年春季啟動，并希望將全固態(tài)電池搭載在2026～2030年間推出的車型上。豐田汽車此前也表示，看好全固態(tài)電池，預(yù)計2025年前投入量產(chǎn)。

日系三巨頭“買定離手”

首先需要指出的是，固態(tài)電池有全固態(tài)電池和半固態(tài)電池之分。不少業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，應(yīng)從當(dāng)下液態(tài)鋰離子電池向半固態(tài)電池乃至全固態(tài)電池逐步過渡。不過，豐田、本田和日產(chǎn)貌似都直接瞄準(zhǔn)了全固態(tài)電池。例如，在日前舉行的日產(chǎn)全固態(tài)電池說明會上，有記者問道，日產(chǎn)是否考慮在推出全固態(tài)電池前，先推出半固態(tài)電池產(chǎn)品?對此，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟全球副總裁、日產(chǎn)綜合研究所所長土井三浩表示，日產(chǎn)也在評估半固態(tài)電池的可行性，但目前的研究重點還是全固態(tài)電池。

截至目前，豐田、日產(chǎn)和本田都相繼發(fā)布了包括電動化戰(zhàn)略在內(nèi)的未來長期規(guī)劃，全固態(tài)電池都位列其中。具體來看，2021年9月，豐田舉辦了面向海內(nèi)外投資者和媒體的“電池與碳中和說明會”，宣布到2030年將投資1.5萬億日元，用于車用動力電池的研發(fā)、生產(chǎn)和供應(yīng)。其中，2/3將用于電池的生產(chǎn)與供應(yīng)，剩下的1/3用于電池研發(fā)，目標(biāo)是將每輛車的電池成本降低50%，打造新型鋰離子電池，包括液態(tài)電池的革新、全固態(tài)電池等。時任豐田首席技術(shù)官的前田正彥指出，豐田看好固態(tài)電池，預(yù)計在2025年之前投入實際應(yīng)用。

2021年11月底，“日產(chǎn)2030愿景”對外發(fā)布，提出未來5年將投資大約2萬億日元，加快推動電動化產(chǎn)品布局和技術(shù)革新。近日，日產(chǎn)方面表示，將于2024年在日本橫濱建造全固態(tài)電池的試點工廠，并于2028年推出搭載全固態(tài)電池的純電動車型。

前不久，本田召開汽車電動化業(yè)務(wù)說明會，宣布未來10年，本田在研發(fā)方面的預(yù)算將達(dá)到8萬億日元。其中，3.5萬億日元將用于電動化和軟件領(lǐng)域的研發(fā)，再加上生產(chǎn)設(shè)施等方面1.5萬億日元的投資，未來10年電動化和軟件領(lǐng)域的投入規(guī)模將共計達(dá)到5萬億日元。會上，本田特意強調(diào)，將加快新一代電池的自主研發(fā)，投資約430億日元建設(shè)一條全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線，預(yù)計2024年春季建成投產(chǎn)。量產(chǎn)方面，本田的目標(biāo)是在2026～2030年間推出的新車上配裝全固態(tài)電池。

至此，豐田、日產(chǎn)、本田的全固態(tài)電池商業(yè)化都有了相對明確的時間表。

欲在電動賽道“彎道超車”

為什么日本車企如此看重全固態(tài)電池技術(shù)?這恐怕與當(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展趨勢及日本車企在純電動路線相對滯后不無關(guān)系。

目前，全球主流車企都在積極推進(jìn)電動化轉(zhuǎn)型。從主要目標(biāo)市場的技術(shù)路線來看，中國市場一直主推純電動路線;歐洲市場當(dāng)前是插混和純電動并行，但隨著歐盟排放標(biāo)準(zhǔn)不斷收嚴(yán)，插混車要想達(dá)標(biāo)會越來越吃力，因此大眾集團、戴姆勒、寶馬、Stellantis等都在加碼純電動技術(shù)。美國在總統(tǒng)拜登上臺后重新掀起新能源汽車熱潮，美國本土車企通用、福特都在加快推出純電動車型。

相比之下，青睞油電混合動力車的日本市場一直對純電動車不太“感冒”，或許也是因為這樣，一向謹(jǐn)慎的日本車企在純電動車領(lǐng)域表現(xiàn)得相對“保守”一些，即使2011年上市的日產(chǎn)聆風(fēng)曾一度是全球最暢銷的純電動車，但在那之后，日產(chǎn)遲遲沒有推出接檔車型，其第二款純電動車Ariya B6 SUV在兩度延遲后，預(yù)計今年5月在日本上市。

續(xù)駛里程是純電動車的關(guān)鍵所在，如果日本車企能在電池技術(shù)方面取得飛躍性突破，那么就可以在純電動車領(lǐng)域取得后發(fā)優(yōu)勢。日本在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)上已經(jīng)落后中韓，而全固態(tài)電池是其“彎道超車”的希望所在。固態(tài)電池具有高安全、高續(xù)駛、低成本等優(yōu)點，日產(chǎn)稱它是“一項足以改變行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)”。日產(chǎn)方面指出，全固態(tài)電池的能量密度接近傳統(tǒng)鋰離子電池的2倍，擁有出色的充、放電性能，將進(jìn)一步縮短充電時間，同時由于降低了昂貴原材料的使用率，可將電池成本降至更低。

日產(chǎn)預(yù)計，通過采用全固態(tài)電池，到2028年，可將電池成本降至每千瓦時75美元(目前1美元約合6.4691元人民幣)，同時通過不斷的創(chuàng)新，未來進(jìn)一步降至每千瓦時65美元，以實現(xiàn)電動車型和燃油車型的成本平價。除了乘用車外，日產(chǎn)還計劃將全固態(tài)電池應(yīng)用到皮卡等更廣泛的細(xì)分車型，進(jìn)一步提升其競爭力。

產(chǎn)學(xué)研合作推進(jìn)商業(yè)化

不過，到目前為止，全固態(tài)電池還僅限于實驗室應(yīng)用。和其他前瞻性技術(shù)一樣，全固態(tài)電池在產(chǎn)業(yè)化之前也面臨著各種障礙。當(dāng)前，全固態(tài)電池的耐用性和安全性仍有待提高。例如，豐田汽車動力總成部門執(zhí)行副總裁凱基·凱塔曾在2021年年中對外透露，工程師已經(jīng)制造出可以工作的原型電池，并將其安裝在概念車上，但這些電池在反復(fù)充電后會出現(xiàn)故障。為攻克技術(shù)瓶頸，豐田工程師正在調(diào)整電池的陽極和其他材料，尤其是固體電解質(zhì)。

雖然困難重重，但沒有一家車企可以抵擋得住固態(tài)電池成本低、安全性高，且續(xù)駛里程長的“誘惑”。凱塔認(rèn)為，全固態(tài)電池開發(fā)的突破可能來自新材料或新設(shè)計。日產(chǎn)方面則指出，其在自主研發(fā)、制造軟包鋰離子電池方面積累的高精度、高速電極層疊技術(shù)，都將應(yīng)用于全固態(tài)電池的研發(fā)。

盡管固態(tài)電池的研發(fā)與生產(chǎn)還存在一些瓶頸，但豐田方面始終認(rèn)為，最后的回報是值得的。凱塔稱，豐田希望在2025年大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池。豐田高級研究員吉爾·普拉特也在今年年初對外透露，豐田計劃率先在混動車上使用固態(tài)電池，在2025年之前實現(xiàn)固態(tài)電池商業(yè)化。不過，目前尚不確定他指的是油混車還是插混車。

除了整車廠商外，產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)及日本政府也在推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)與商業(yè)化進(jìn)程。近日，日本老牌石化巨頭出光興產(chǎn)宣布，最早將于2024年開始嘗試生產(chǎn)全固態(tài)電池所使用的電解質(zhì)，并向汽車廠商和電池企業(yè)供貨。日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)(NEDO)此前也曾組織數(shù)十家日本車企、電池廠商、材料廠商、大學(xué)、研究機構(gòu)等，共同開展固態(tài)電池相關(guān)基礎(chǔ)研究。

國際“軍備賽”愈演愈烈

除了日本車企外，中國、美國、歐洲等國家和地區(qū)的企業(yè)也十分看好固態(tài)電池的前景，已開始展開積極行動。不少車企押寶擁有先進(jìn)技術(shù)的固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)，希望來掌控這項技術(shù)。例如，寶馬和福特投資了美國固態(tài)電池初創(chuàng)公司Solid Power，而美國另一家固態(tài)電池領(lǐng)域的“明星”企業(yè)QuantumScape得到了大眾集團、上汽、比爾·蓋茨等知名企業(yè)和商界人士的支持，其中大眾集團是該公司的大股東，希望2025年推出搭載固態(tài)電池的電動汽車。在大眾集團看來，全固態(tài)電池才是未來車輛動力電池的終極形態(tài)，2025年之后可以投入應(yīng)用。

在韓國，現(xiàn)代汽車計劃在2025年試生產(chǎn)配備固態(tài)電池的電動汽車，2027年部分批量生產(chǎn)，2030年左右實現(xiàn)全面批量生產(chǎn)。韓國頭部電池企業(yè)也紛紛表態(tài)，例如，LG新能源計劃2026年開始大規(guī)模生產(chǎn)聚合物基全固態(tài)電池，2030年開始生產(chǎn)更先進(jìn)的硫化物基電池。三星SDI位于韓國的全固態(tài)電池試點生產(chǎn)線于今年3月破土動工。浦項制鐵等韓國部分上游材料企業(yè)也已同步跟進(jìn)。

在中國，包括孚能科技、國軒高科、輝能科技、贛鋒鋰電、清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源等在內(nèi)的多家企業(yè)也在布局全固態(tài)及半固態(tài)電池開發(fā)，并與部分車企協(xié)同研發(fā)。眾多產(chǎn)業(yè)鏈頭部企業(yè)的積極布局，給業(yè)內(nèi)帶來一個信號，即面向2025年后下一代動力電池技術(shù)的卡位戰(zhàn)，已揭開戰(zhàn)幕。