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突破電池技術壁壘 固态電池成為車企追逐的“聖杯”

縱觀全球汽車産業,目前已經進入了新能源汽車更替傳統燃油車的變革時代,中國市場和歐洲在這方面走的腳步更大,特斯拉在全球的快速擴張和國内造車新勢力的全面崛起,也讓很多傳統的老牌車企感覺到了危機,紛紛加快電動化的轉型腳步。

突破電池技術壁壘 固态電池成為車企追逐的“聖杯”

如何能夠突破先發車企所構築的産業壁壘,依然還是要從技術研發的角度入手,用新技術去颠覆舊秩序,就像當年蘋果擊潰諾基亞一樣,新技術一旦落地生根被大衆所接受,其影響力猶如野火蔓延、遍撒四野。在新能源汽車産業,動力電池的技術發展也陷入了瓶頸狀态,如何提升充電效率,提高續航裡程始終是各個新能源車企努力突破的方向。

目前被“重新開機”使用的磷酸鐵锂電池,雖然狀态穩定、安全性高,但是能量密度低,造成續航能力上的欠缺;而比較主流的三元锂電池,雖然能量密度更高,但是穩定性不高,許多搭載三元锂電池的新能源汽車出現自燃事故,這也引發了消費者的安全隐憂。

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那如何才能做到魚和熊掌可以兼得呢?最優的解決方案就是突破技術壁壘,盡快實作固态電池的使用。是以,為了取得市場的先發優勢,全固态電池成為各車企的研發目标。相比液态電池,全固态電池的能量密度更高,幾乎接近傳統锂離子電池能量密度的兩倍,而能量越高帶來的續航裡程就更長,還能擁有出色的充、放電性能,充電時間僅為锂離子電池的三分之一,消費者在使用電動車的時候更加友善。

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而且,我們都知道動力電池都會以電池包的形式嵌入到車輛内部,一般的傳統液态锂離子電池使用溫度範圍是在60°、70°左右,而全固态電池即使在100°的高溫下也可以使用,不僅可以減少電池包的冷卻過程,還能讓電池包更輕更小,電動汽車産品也會更加安全輕便。

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目前,新能源汽車市場基本就是特斯拉一家獨大,面對這樣的市場大鳄,特斯拉自然成為新能源車企追逐和力求超越的目标。固态電池自然也成為了緻勝的關鍵“鑰匙”,面對這場技術上的“軍事競備”,日系車企不約而同地成為了主導派。豐田早在2011年就曾打算在2015年到2020年推出固态電池,雖然沒有兌現這個時間節點,但豐田在固态電池領域早已行動,企業計劃2025年前,其全固态電池将實作小規模量産,首先搭載在混動車型上;到2030年前,豐田的全固态電池要實作持續、穩定生産。

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4月12日,本田也在記者招待會上表示,計劃在未來10年投入8萬億日元(約合人民币4061億元)研發經費,其中在電動化和軟體技術領域投入約5萬億日元(約合人民币2540億元),以加快電動化程序。同時,本田計劃投資430億日元(約合人民币22億元),建設全固态電池示範生産線。從2020年代後半期開始,本田将加快新一代電池的自主研發和生産,其中包括預計于2024年春季啟動的全固态電池示範生産線,并将自研電池應用于2025年至2030年上市的車型中。

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去年11月29日,日産在橫濱釋出了“日産汽車2030願景”(Nissan Ambition 2030),計劃在未來5年内投資2萬億日元,加快推進電驅化産品布局和技術創新。此外,日産計劃在2024年于橫濱建設固态電池試點工廠,該産品能夠把充電時間減少到三分之一,并将于2028年将推出搭載全固态電池的電動車型。事實上,日産研發的固态電池因為本身的能量密度高,随着機關體積能量密度的提高,很容易實作電池的小型化,是以一定程度上可以減少原材料的使用,有效降低了電池成本。

根據日産的規劃,到2028财年,日産汽車全固态電池能夠将電池成本降至每千瓦時75美元(約合477.4元人民币);同時通過不斷的創新,未來成本還将進一步降低至每千瓦時65美元(約合413.8元人民币),有望實作電動車型和燃油車型的成本平價。

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由此可見,随着技術的進步,未來的固态電池将按照“液态—半固态—準固态—全固态”的技術演化路徑逐漸發展和提升,液态電解質含量将不斷下降,全固态電池很可能成為最終形态。而現在,固态電池俨然已成為日系車企電動化轉型中的押注方向之一,他們也已經意識到未來氫燃料電池汽車很難争搶純電動汽車的市場佔有率,隻要固态電池技術取得重要突破,那麼在純電動汽車市場的地位自然也就固若金湯。

寫在最後:

低碳、環保、綠色是未來工業發展的主旋律,汽車産業也正在加速新能源發展的腳步,在新能源革命中,電池就像核心武器,決定着續航裡程,決定着電動車使用的友善程度、安全性,也決定了對傳統燃油車替代的速度。而擁有更高安全性、更高能量密度、更長壽命的固态電池更是極為美好的理想形态。日系車企和部分造車新勢力正在不斷發力,畢竟在轉型階段各家車企都不想落人身後,投資和研發固态電池是捷徑,但也充滿了荊棘,但要突破動力電池的天花闆這也是必經之路,相信誰都不想在不久的将來被電池技術卡住脖子。

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