大规模生产还要等四年

大规模生产还要等四年

作者｜曹婷婷 楚门

倔强的丰田，突然醒来。

刚刚宣布固态电池取得重大突破，突破有多大？

电池的重量、体积和成本将减半，充电10分钟甚至更短，电池寿命可达1200公里。

丰田顶级电池专家Keijiji Kaita表示，电池生产过程也大大简化，从而降低了下一代技术的成本。

固态电池在大规模生产、成本和制造方面一直面临许多问题。宁德时代、深蓝、蔚来等国内巨头也渴望尝试。谁克服了成本和大规模生产的问题，谁就会率先抢占市场。

没想到，一直被人吐槽的守旧派丰田，开始了笨鸟先飞。官方表示，这款全新的固态电池将于2027年大规模生产上车。

也就是说，离这个全新的电池上车还有四年，这也符合行业内固态电池商业化5-10年的判断。

到时候丰田能不能用固态电池重新支撑棱角？

最高续航1500公里

早在2008年，丰田就开始研究固态电池。当时，固态电池初创企业Ilika与丰田合作开发全固态电池电解质。

几年后，丰田开始宣传其在固态电池领域的研究成果。或者固体研发真的很困难，2017年，丰田转向松下，开始共同开发车载方形固态电池。

来源：Toyota

三年前，丰田还与松下成立了合资企业Prime Planet Energy & Solutions，棱柱锂离子电池和固态电池的联合开发和生产“下一代”电池。

当时，固态电池领域的专利数量开始大幅增加，全固态电池专利数量的比例从0增加到50%。其中，单丰田拥有252项固态电池相关专利，远远超过其他汽车公司和电池公司。

据《日经指数》和东京研究公司Patentententententent2022年报道 据Result统计，丰田拥有1331项固态电池已知专利，包括电池结构、材料和制造工艺。

来源：Toyota

虽然丰田是行业内固态电池技术专利最多的汽车公司，但丰田也在不断跳票批量生产固态电池。

2017年，丰田表示将在2020年东京奥运会上展示固态电池技术，但由于技术挑战，被迫推迟到2025年。

2021年，丰田又改口称“全固态电池的进展并不乐观，”大规模生产计划推到2027年。最近刚刚宣布的固态电池技术使丰田履行了承诺。

来源：Toyota

因此，丰田并不总是躺在电气化道路上，只是不想押注三元锂电池。在丰田的技术路线图中，固态电池是关键。

Keiji Kaita表示，研究固态电池的目标是改变当前电池太大、太重、太贵的情况，并减半这些限制。

丰田简化了固态电池所用材料的生产工艺，可显著降低下一代的技术成本。

此前，丰田在6月份举行的2023年技术研讨会上透露，全固态电池将通过HEV引入，计划在2027-2028年商业化并投入实际应用。

来源：Toyota

据日经中文网报道，丰田全固态电池续航里程可达1200公里，充电10分钟可补充80%，接近燃油车加油速度，而更高规格的固态电池续航里程甚至可达1500公里。

02固态电池有什么优点？

看看固态电池和锂电池的区别：‍

目前，市场上的汽车公司大多使用锂电池，但电动汽车火灾事件不时发生，这也表明锂电池有一定的局限性。

锂电池电解质为液体，具有重量轻、充放电持续、稳定性强、批量生产等特点，也促进了电动汽车的市场化运行。

但锂电池本身并不安全，锂在使用过程中可能会发生化学反应，导致自燃。

此外，对于车载电池，汽车公司常用的碳酸铁锂电池的能量密度远远不够，一般在250Wh/kg左右。即使是4680电池被特斯拉吹上天空，能量密度也只有296Wh/kg，还是达不到市场预期的长续航里程。

资料来源：宁德时代

为了解决安全性和耐久性问题，许多企业试图开发能量密度较高的电池，或者用硅等元素代替锂，但目前正处于量产阶段。

此外，市场早就发现固态电池可以解决锂电池带来的问题。目前，固态电池分为两种类型，一种是全固态电池，另一种是半固态电池。

全固态电池电解质为固体，减轻了电池的重量和体积。更重要的是，全固态电池可以提高能量密度，达到450-500Wh/kg。

但全固态电池存在量产困难、单价昂贵、工艺复杂等问题，许多科技基础问题尚未解决，“经过10多年的深耕，我公司仍难以形成具有技术可行性和市场竞争力的产品。”

这延伸了半固态电池。半固态电池的电解质可以是半液体半固态或凝胶。去年，宁德时代发布了255Wh/h的能量密度kg、麒麟电池续航1000公里，被市场定义为半固态电池。

来源：宁德时代

今年4月，宁德时代又发布了另一款“凝聚态电池”，电池的单体能量密度可达500Wh/kg，并表示可以快速实现量产。

2021年1月，蔚来也进入了半固态市场。 在DAY会议上，威来正式宣布了自己的150kWh半固态电池组。

两年后，威来ET7配备了半固态电池，于4月在中国市场上市。威来开发的半固态电池能量密度为360Wh/hkg，与蔚来半固态电池合作的卫兰科技表示，目前150kWh半固态电池已进入量产阶段，2023年的目标是量产“1000个电池包”。

来源：蔚来

此外，今年1月13日，东风汽车配备82kWh容量半固态电池，成为世界上第一款量产半固态电池汽车。

国轩高科技开发的半固态电池密度为360Wh/kg，配备电池的新车是高合汽车的HiPhiX，一次充电可行驶1000公里。

谁会是下一个“宁德时代”？现在结论还早，但丰田在全固态电池方面的突破，推动了全固态电池的研发，给电动汽车行业带来了更多的可能性。

03丰田的“银色子弹”

丰田在电气化方面的缓慢进展一直受到批评。

原因无非是对电气化的态度，押注氢能点错科技树，以及日本的客观条件。

众所周知，日本在汽车转型方面向全国押注氢能，认为氢燃料电池汽车是新能源汽车的最佳动力选择，这就是为什么整个日本汽车在纯电力领域的速度较慢。

来源：Toyota

前CEO赫伯特·迪斯(Herbert Diess)特斯拉和特斯拉都是氢能的强大反对者。迪斯曾经说过，氢燃料汽车不能解决气候问题。电气化在交通运输领域占据主导地位。“虚假辩论是浪费时间，请服从科学。”

但丰田不这么认为。

首先，从国家层面来看，日本从一开始就押注氢能，这也是最后的手段。

作为一个岛国，日本既没有丰富的石油矿产资源，也没有大规模的资源模火力发电的能力。因此，从丰田到整个日本，只能将赌注压在氢能上，从上到下投入巨大的资金和时间成本。

此外，以丰田为首的日本汽车公司认为，纯电动汽车不够环保。即使与燃料汽车相比，纯电动汽车也会“碳排放更多”。电动汽车需要携带大型电池，电池的运输不仅会增加能耗，还会导致能源浪费，节能环保是不可能的。

来源：Toyota

丰田章男多次公开表示，电动汽车不环保，“世界还没有准备好迎接全电动汽车时代，氢能是未来最好的能源。”

几乎所有人都认为丰田在电气化道路上慢了一步，尤其是在销量方面。2022年，丰田全年只售出2.4万辆纯电动汽车。

但很明显，丰田也在积极布局，从未放弃固态电池的研发，到宣布固态电池技术成本和尺寸将减半的重大突破，丰田可能正试图重现曾经在燃料汽车市场的荣耀。

量产固态电池的重要性不言而喻。谁能率先量产装车，谁就提前抢占了电动汽车和动力电池未来发展的话语权。

来源：Toyota

丰田显然明白这个道理。在上个月举行的技术研讨会上，丰田股价在宣布固态电池计划后，创下了近七年来最佳单周表现。今年以来，丰田股价涨幅近30%。

固态电池已成为丰田电气化的重点，一旦量产上车，很有可能成为丰田破局的关键。