日本百億日元再押注 固態(tài)電池全球角力

新技術的出現(xiàn)總會讓一些人熱血沸騰,也會讓一些人猶豫徘徊,固態(tài)電池就是這樣。與目前市面上的液態(tài)鋰離子電池相比,固態(tài)鋰離子電池使用固態(tài)電解質,不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題,且能量密度相對更高,在支持電動汽車長距離行駛方面更有優(yōu)勢,因此備受市場關注。

近日,日本國立研究機構——新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)在東京召開新聞發(fā)布會,宣布啟動第二階段固態(tài)鋰離子電池研發(fā)項目,并為此斥資100億日元(約合人民幣5.9億元),成員包括23家整車及電池、材料廠商,另外還有15家大學及公共研究機構。如此大手筆,日本政府、企業(yè)以及研究機構希望攜手共進,以便在剛剛露出苗頭的固態(tài)電池全球競爭中占得先機。

日本的“野心”

此次NEDO啟動的新的五年計劃時間節(jié)點是到2022年,旨在提升車載電池的能量密度及安全性,從而使得電動汽車實現(xiàn)短時間充電、長距離行駛。研發(fā)目標之一是,未來將電池能量密度較當前主流的鋰離子電池提升兩倍,達到600Wh/kg。中長期目標包括:2030年左右將快充時間縮短2/3,即10分鐘;電池生產成本降低2/3,即1萬日元/kWh(約合人民幣590元/kWh);由日本主導,制定電池安全性、耐久性的試驗評價法,并使之成為國際標準。

據悉,NEDO此前就已經開始從事固態(tài)鋰離子電池的技術研發(fā)了。2013～2017年,NEDO啟動第一階段“先進蓄電池材料評價技術開發(fā)”項目,對先進鋰離子電池、固態(tài)電池、金屬空氣電池等展開研究。其中包括開發(fā)固態(tài)鋰離子電池的電池單元模型及材料評價體系,并對固態(tài)電解質、電極活性物質進行研究及測評,當時約10家材料廠商參與其中。

此次啟動的新項目主要包括兩項內容,一是共用基礎技術的開發(fā),包括固態(tài)電解質的量產及低成本化合成、電解質層、電極層的片狀形成等,這些都是固態(tài)電池大型化、量產化的技術瓶頸;二是未來生態(tài)體系的設計,通過對固態(tài)電池及電動汽車政策、市場、研發(fā)等因素進行調查分析,從而構建電動汽車大量普及后的低碳化社會體系整體藍圖。NEDO蓄電池技術開發(fā)室長細井敬表示:“此次的項目集結了產業(yè)和學術界的人才,以助日本在全球搶先一步,構筑固態(tài)電池商業(yè)化及量產化架構,2030年左右在市場上推出可在全球取得壓倒性優(yōu)勢的電池。”

多國爭奪下一代電池主導權

NEDO認為,作為下一代電池代表的固態(tài)電池,是電動汽車普及的關鍵,希望通過此次的研發(fā)項目讓固態(tài)電池盡早實現(xiàn)商業(yè)化,并以全員參與的方式讓日本在全球激烈的電池技術研發(fā)競爭中保持優(yōu)勢地位?！靶屡d市場通過巨額投資,在成本競爭方面有優(yōu)勢。日本在價格競爭方面面臨的局勢很嚴峻?！奔毦凑f。

NEDO的危機感并不是空穴來風,在固態(tài)電池領域,中韓及歐美也在發(fā)動攻勢。在中國,中科院青島能源所、中科院寧波材料所、寧德時代、中航鋰電等多家研究機構和企業(yè)都在從事固態(tài)電池的研發(fā)工作?！爸袊髽I(yè)及科研機構在政府的扶持下正在快速追趕。松下資源能源研究所所長藤井映志稱,作為電池廠商,在固態(tài)電池領域絕對不能輸給海外企業(yè),言語中透露其不愿重蹈液晶面板的覆轍?！比毡綬esponse網站分析指出。

正在努力向電動化轉型的德國汽車制造商大眾集團也十分看好固態(tài)電池技術。近日,大眾集團宣布向美國加州初創(chuàng)公司Quantum Scape注資1億美元,用于固態(tài)電池的開發(fā)和量產,希望將其旗下高爾夫電動車型的續(xù)駛里程從300公里增至750公里?！拔覀儓孕?Quantum Scape固態(tài)電池技術擁有的更高續(xù)駛里程、更快充電速度以及更高安全性,會成為驅動下一代電動汽車上路的關鍵?！盦uantum Scape首席執(zhí)行官捷格羅特·辛格對此說。

另外,德國的寶馬、大陸集團等都對固態(tài)電池表現(xiàn)出極大的興趣。寶馬去年宣布攜手電池技術公司Solid Power共同研發(fā)全新的固態(tài)電池,希望借此將電動汽車性能提升到全新的水平。韓國的現(xiàn)代汽車、三星電子,美國的菲斯克,法國的博洛雷,英國的戴森也都在大力研發(fā)固態(tài)電池。

固態(tài)電池前景非一片光明

從此次NEDO項目的參與名單來看,有4家汽車廠商(豐田、日產、本田技術研究所、雅馬哈發(fā)動機)、5家電池廠商(含松下、GS湯淺等)、14家材料廠商(含三井化學、旭化成、東麗等)。也就是說,材料廠商才是真正的主力,整車廠商中,除了日本最大的三家車企在做技術開發(fā)與積累外,馬自達、三菱、鈴木等企業(yè)并沒有參與,豐田此前明言不會與馬自達分享固態(tài)電池技術。

NEDO的統(tǒng)計數(shù)據顯示,2002～2014年間,全球與固態(tài)電池相關的專利申請總數(shù)為6498件,其中日本占54%,遠遠高于中國(16%)和美國(10%)。其中,擁有固態(tài)電池專利數(shù)量最多的企業(yè)是豐田汽車,該公司宣布最早或于2022年實現(xiàn)固態(tài)電池的商業(yè)化應用。

去年10月,豐田宣布投入200余人加速研發(fā)固態(tài)電池技術。在此次的發(fā)布會上,豐田電池材料技術研究部部長射場英紀表示:“開發(fā)取得了很大進展,無論如何都希望推向商用化。”

雖然固態(tài)電池在能量密度、安全性等方面有很多優(yōu)點,但成本高、快充困難、界面阻抗過大等問題也讓不少業(yè)內人士不敢過分樂觀。

日產也參與了固態(tài)電池的研發(fā),但日產研究與先進工程高級副總裁淺見孝雄曾表態(tài)稱,盡管固態(tài)電池在實驗室中確實能起作用,但如果將其做大并放入汽車中,在續(xù)駛里程、安全和成本方面仍無法得到保障,該技術還需要更多突破。他認為,到2025年前,固態(tài)電池技術還無法完善地應用在電動汽車上,其中的障礙包括成本和生產難度等。

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