倔強(qiáng)的豐田,突然覺醒了。
剛剛宣布固態(tài)電池獲得了重大突破,突破有多大?
電池的重量、體積和成本都將減半,而且充電10分鐘甚至更短,續(xù)航就能達(dá)到1200公里。
豐田頂級電池專家KeijiKaita表示,電池生產(chǎn)過程也得到大大簡化,從而降低了下一代技術(shù)的成本。
固態(tài)電池在量產(chǎn)、成本和制造方面,一直都面臨著很多難題,國內(nèi)寧德時(shí)代、深藍(lán)、蔚來等巨頭也是躍躍欲試,誰攻克了成本、量產(chǎn)難題,誰就會(huì)率先搶占市場。
沒想到的是,豐田這個(gè)一直被人們吐槽的守舊派,開始了笨鳥先飛。官方表示,這個(gè)全新的固態(tài)電池,將會(huì)在2027年量產(chǎn)上車。
也就是說,現(xiàn)在距離這個(gè)全新的電池上車,得再等上四年,這也符合行業(yè)內(nèi)固態(tài)電池5-10年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的論斷。
到時(shí)候豐田能憑借固態(tài)電池重新支棱起來嗎?
01
最高續(xù)航1500公里
早在2008年,豐田就開始研究固態(tài)電池,當(dāng)時(shí)固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)Ilika和豐田合作,為后者研發(fā)全固態(tài)電池電解質(zhì)。
搗鼓了幾年后,豐田就開始宣傳在固態(tài)電池領(lǐng)域取得的研究成果。或是固研發(fā)實(shí)在困難,2017年,豐田又轉(zhuǎn)身牽手松下,開始共同研發(fā)車載方型固態(tài)電池。
來源:Toyota
三年前,豐田還和松下成立了一家合資企業(yè)PrimePlanetEnergy&;Solutions,共同開發(fā)和生產(chǎn)棱柱形鋰離子電池以及固態(tài)電池和“下一代”電池。
彼時(shí),固態(tài)電池領(lǐng)域?qū)@麛?shù)目開始出現(xiàn)巨幅增長,全固態(tài)電池專利數(shù)目占比則由0提升至50%。其中,單豐田就一家擁有了252件固態(tài)電池相關(guān)專利,數(shù)量遠(yuǎn)超其他車企與電池企業(yè)。
到了2022年,據(jù)《日經(jīng)指數(shù)》與東京研究公司PatentResult的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),豐田已擁有1331項(xiàng)關(guān)于固態(tài)電池的已知專利,包括電池結(jié)構(gòu)、材料與制造工藝。
來源:Toyota
雖然豐田是行業(yè)中擁有最多關(guān)于固態(tài)電池技術(shù)專利的車企,但豐田對固態(tài)電池的量產(chǎn)也是不斷跳票。
2017年,豐田就表示將會(huì)在2020年的東京奧運(yùn)會(huì)上展示固態(tài)電池技術(shù),但因技術(shù)挑戰(zhàn),被迫推遲到2025年量產(chǎn)。
到了2021年,豐田又改口稱“全固態(tài)電池進(jìn)展并不樂觀,”量產(chǎn)計(jì)劃推至2027年。最近剛宣布的固態(tài)電池技術(shù),算是讓豐田兌現(xiàn)了諾言。
來源:Toyota
所以說,豐田并非是在電動(dòng)化道路上一直躺平,只是不想押注三元鋰電池,在豐田的技術(shù)路線圖里,固態(tài)電池才是重點(diǎn)。
KeijiKaita表示,研究固態(tài)電池的目標(biāo),是改變目前電池太大、太重、太貴的狀況,并將所有的這些限制因素減半。
據(jù)介紹,豐田已經(jīng)簡化了制造固態(tài)電池所用材料的生產(chǎn)過程,可以明顯降低下一代的技術(shù)成本。
此前,豐田在六月舉辦的2023技術(shù)研討會(huì)上曾透露,開始通過HEV引入全固態(tài)電池,計(jì)劃在2027-2028年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,投入實(shí)際應(yīng)用。
據(jù)日經(jīng)中文網(wǎng)報(bào)道,豐田的全固態(tài)電池續(xù)航里程可以達(dá)到1200公里,充電10分鐘可補(bǔ)能80%,逼近燃油車加油速度,而更高規(guī)格的固態(tài)電池,續(xù)航甚至可達(dá)1500公里。
02
固態(tài)電池有什么優(yōu)勢?
來看一下固態(tài)電池和鋰電池的區(qū)別:
目前市面上車企使用的大多是鋰電池,但不時(shí)發(fā)生電動(dòng)車著火事件,也說明鋰電池具有一定的局限性。
鋰電池電解質(zhì)為液體,具有輕便、能夠持續(xù)充放電、穩(wěn)定性強(qiáng)并且可批量生產(chǎn)等特點(diǎn),這些特點(diǎn)也推動(dòng)了電動(dòng)車的市場化運(yùn)行。
但鋰電池本身并不安全,在使用過程中,鋰有可能會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并導(dǎo)致自燃。
另外,對于車載電池來說,車企常用的碳酸鐵鋰電池的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,一般在250Wh/kg左右,就算是被特斯拉吹上天的4680電池,在能量密度上也只是達(dá)到了296Wh/kg,依舊達(dá)不到市場所期待的長續(xù)航里程。
為了解決安全性和續(xù)航的問題,不少企業(yè)試圖研發(fā)出能量密度更高的電池,或者用硅等元素代替鋰,但目前都卡在了量產(chǎn)這一步。
而且市場早就發(fā)現(xiàn),固態(tài)電池可以解決鋰電池所帶來的問題,目前固態(tài)電池又分為兩種,一種是全固態(tài)電池,另一種是半固態(tài)電池。
全固態(tài)電池電解質(zhì)為固體,減輕了電池的重量和體積。更重要的是,全固態(tài)電池能夠提高能量密度,達(dá)到450-500Wh/kg不是問題。
但全固態(tài)電池具有量產(chǎn)困難、單價(jià)昂貴、工藝復(fù)雜等問題,寧德時(shí)代董事長曾毓群表示,固態(tài)電池有很多科學(xué)及技術(shù)的基礎(chǔ)問題尚未解決,“我們公司深耕10多年,仍難以形成有技術(shù)可行性和市場競爭力的產(chǎn)品。”
這就延伸出了半固態(tài)電池,半固態(tài)電池電解質(zhì)可為半液態(tài)半固態(tài),也可為凝膠形態(tài)。在去年,寧德時(shí)代發(fā)布能量密度為255Wh/kg、續(xù)航達(dá)到1000公里的麒麟電池,被市場定義為半固態(tài)電池。
今年4月,寧德時(shí)代又發(fā)布一款“凝聚態(tài)電池”,該電池的單體能量密度能夠達(dá)到500Wh/kg,并表示可以快速實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
同樣進(jìn)入半固態(tài)市場的還有蔚來,在2021年1月的NIODAY大會(huì)上,蔚來官宣了自家的150kWh半固態(tài)電池包。
時(shí)隔兩年之后,蔚來ET7搭載半固態(tài)電池,于4月在中國市場上市。蔚來開發(fā)的半固態(tài)電池,能量密度為360Wh/kg,續(xù)航可超1000km,與蔚來進(jìn)行半固態(tài)電池合作的衛(wèi)藍(lán)科技表示,目前150kWh半固態(tài)電池已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段,2023年的目標(biāo)是量產(chǎn)“1000個(gè)電池包”。
另外還有東風(fēng)汽車,在今年1月13日量產(chǎn)的搭載82kWh容量半固態(tài)電池的追光,成為了世界首款量產(chǎn)型半固態(tài)電池轎車。
國軒高科開發(fā)的半固態(tài)電池密度則是360Wh/kg,搭載該電池的新車是高合汽車的HiPhiX,該車一次充電可行駛1000公里。
誰會(huì)是下一個(gè)“寧德時(shí)代”?如今下定論還為之尚早,但豐田在全固態(tài)電池上的突破,已然是將全固態(tài)電池的研發(fā)往前推進(jìn)了一大步,也為電動(dòng)汽車行業(yè)帶來更多的可能性。
03
豐田的“銀色子彈”
一直以來,豐田在電動(dòng)化方面的進(jìn)展緩慢都飽受詬病。
究其原因,不外乎是對電動(dòng)化的態(tài)度、押注氫能源點(diǎn)錯(cuò)科技樹、以及日本本土客觀條件等因素。
眾所周知,日本在汽車轉(zhuǎn)型方面是舉國押注氫能源,認(rèn)為氫燃料電池汽車才是新能源汽車的最佳動(dòng)力選擇,這也是為什么整個(gè)日系車在純電領(lǐng)域慢了半拍。
大眾前任CEO赫伯特·迪斯(HerbertDiess)和特斯拉都是氫能源的有力反對者,迪斯曾表示,氫燃料汽車并不能解決氣候問題。在交通領(lǐng)域,電氣化已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位。“虛假的辯論是浪費(fèi)時(shí)間,請聽從科學(xué)。”
但豐田不這樣認(rèn)為。
首先從國家層面來看,日本一開始就押注氫能源,也是不得已而為之。
日本作為一個(gè)島國,既沒有豐富的石油礦產(chǎn)資源,也不具備大規(guī)模火力發(fā)電的能力。因此,從豐田到整個(gè)日本,只能將賭注壓在氫能源上,從上到下投入了巨大的資金和時(shí)間成本。
而且以豐田為首的日本車企則認(rèn)為,純電動(dòng)車不夠環(huán)保,甚至相比燃油車,純電動(dòng)汽車會(huì)“有更多的碳排放”。電動(dòng)汽車需要攜帶大體積電池,而電池的運(yùn)輸不僅會(huì)增加能源消耗,還會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi),節(jié)能環(huán)保也就無從談起。
豐田章男曾多次在公開場合表示,電動(dòng)汽車并不環(huán)保,“全世界還沒有為迎接全電動(dòng)車時(shí)代做好準(zhǔn)備,氫能源才是未來最好的能源。”
幾乎所有人都認(rèn)為豐田在電動(dòng)化道路上慢了一步,從銷量上看尤為明顯,2022年豐田全年僅售出2.4萬輛純電動(dòng)汽車。
但顯然豐田也在積極布局,從一直沒有放棄固態(tài)電池的研發(fā),到如今宣布固態(tài)電池技術(shù)成本和尺寸將減半的重大突破,豐田或正在努力重現(xiàn)曾經(jīng)在燃油車市場的榮光。
固態(tài)電池量產(chǎn)的重要性不言而喻,誰能率先量產(chǎn)裝車,誰就提前搶占了電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池未來發(fā)展的話語權(quán)。
豐田顯然也明白這個(gè)道理,上個(gè)月舉辦的技術(shù)研討會(huì)上,在宣布固態(tài)電池計(jì)劃后,豐田的股價(jià)創(chuàng)下近七年來的最佳單周表現(xiàn),今年以來,豐田股價(jià)漲幅近30%。
固態(tài)電池已經(jīng)成為豐田電動(dòng)化的重點(diǎn),一旦量產(chǎn)上車,很有可能成為豐田破局的關(guān)鍵。