固態電池長久以來一直被認為有顛覆電動汽車業的潛力,解決以往動力電池存在的充電時間、容量和起火風險等疑慮。在固態電池技術商業化的全球競賽中,豐田即將迎來重要里程碑。全球最大車企豐田(Toyota)近日表示,已接近能以和現有車用電池一樣的速度生産固態電池。
今年6月中旬,豐田宣稱在電池材料方面獲得突破,而剛剛宣稱的在製造技術方面取得的進步,將使豐田有希望在2027或2028年開始量産固態電池。
豐田預期,如果成功,其使用固態電池為動力的電動車續航力將可達到1200公里,是現有電動車的逾兩倍,充電時間僅不到10分鐘。
但要量産固態電池,不僅成本高昂,而且製造也有困難,高盛曾警告,未來十年要向大規模前進,路途將十分艱辛。
豐田表示,量産固態電池的最關鍵也最困難的一項技術,在於組裝過程,電池的正負極材料堆棧必須快狠準,且不傷害到材料。
在被問到豐田現在能否用和現在鋰電池一樣的速度生産固態電池時,一名豐田工程師表示:“在堆棧速度方面,我們已幾乎達標。接下來將提升産量,並檢查品質。”
豐田上周宣佈,與能源大廠出光興産合作研發和生産固態電池材料硫化物固態電解質,並稱這種材料最有望解決固態電池的耐久性問題。
豐田研發固態電池的時間由來已久,儘管豐田對自家製造技術愈來愈有信心,但他們也承認,仍須證明在量産時,能確保電池材料的品質。
在上周記者會上,豐田社長佐藤恒治表示,在公司最快2027年推出使用固態電池的電動車時,固態電池的産量可能還很小。他説:“我認為此刻最重要的是讓固態電池問世,接著才會考慮擴大産量。”
6月13日,豐田舉辦了以“改變汽車未來”為主題的Toyota Technical Workshop技術説明會,公佈了支撐豐田向移動出行公司轉型的各項新技術的發展情況,其中提及2026年起,豐田將推出使用下一代電池的全系列電動車,研發和製造都將由豐田新成立的電動車部門BEV Factory負責。
BEV Factory總裁加藤武郎表示,豐田的目標是讓電動車行駛距離達1000公里,BEV Factory計劃在2030年前生産約170萬輛電動車。2026年前,豐田純電動車年銷量計劃達到150萬輛,到2030年,年銷量要達到350萬輛。
為此,豐田長期研發量産電動車用全固態電池技術。全固態電池是將鋰離子電池的電解液改成固態的電解質,特點在於充電時間短、續航距離長。截至目前為止,全固態電池的充放電次數僅有數十次到數百次、尚無法達到實用化所必需的數千次以上。
但豐田已經發現了一項技術突破,克服了全固態電池壽命過短的耐用性難題。有鋻於此,豐田今後將著手進行量産技術的研發,以解決成本問題,目標在2027-2028年將全固態電池實用化,應用於電動車上。
豐田研發中的全固態電池僅需充電約10分鐘就可行駛約1200km,續航是豐田現款純電動車bZ4X的2.4倍,充電時間縮也短了1/3(bZ4X的充電時間約30分鐘)。而豐田計劃在2030年以後進一步推升電池性能,目標將續航距離延長至1500km(充電時間同樣為10分鐘),將達到bZ4X的3倍。
在固態電池技術研發領域,豐田擁有超過1000項專利。2020年,豐田測試過一款使用固態電池的原型電動車,並試圖在五年內應用到混合動力車上。延長全固態電池的壽命,是該技術能否達到商業可行性的關鍵。豐田已經克服這個挑戰,接下來若能建立量産能力,將能重塑電動車産業版圖。
除全固態電池之外,豐田還在努力提升鋰離子電池的性能,目標在2026年推出次世代産品、充電約20分鐘可跑約1000km。
除了豐田外,其他電池公司也在發展固態電池技術。寧德時代此前表示,準備在年底前量産“半固態電池”,韓國三星SDI則已完工一條全自動化固態電池試製生産線。(文:楊曉紅 圖:豐田)
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