丰田宣布固态电池技术新突破：体积成本减半，充电10分钟能跑1200公里

图片来源：视觉中国

继上月宣布推出新的电动汽车战略之后，近日，丰田再次宣布固态电池技术获重大突破。

根据外媒报道，丰田公司碳中和研发中心的总裁海田敬二表示：“无论是液态电池还是固态电池，我们的目标是彻底改变目前电池过大、过重、过贵的局面，在这方面的潜力上，我们将这些因素减半。” 

他还表示，公司已经开发出了提高电池耐久性的方法，并相信现在可以制造出续航里程为1200公里的固态电池，充电时间为10分钟或者更短。官方还表示，这个全新的固态电池，将会在2027年量产上车。

总结来说，就是丰田研发的固态电池在成本、尺寸上减半，充电10分钟或更短，续航可达1200公里，且要在2027年实现量产上车。

也就是还有四年，就有搭载固态电池的电动车。这其实与行业内普遍预测的固态电池将在未来5到10年实现商业化量产的论断相符。

不过，由于公告中并未宣布更多细节，比如能量密度、充电和放电速率、可能的充电循环次数、冬季低温下的性能表现，以及由什么制成等，因此外界对此也有质疑。毕竟，像美国的QuantumScape这样的公司近十年来一直在做类似的承诺，但事实上，其固态电池仍然迟迟未能投入量产。

丰田死磕固态电池

一直以来，在纯电路线上，丰田的态度始终摇摆，丰田章男更是多次“炮轰”电动汽车。

不过，与纯电路线态度忽冷忽热形成强烈反差的是，在固态电池的研究方面，丰田却表现出了完全不同的坚持和韧性。

根据从事专利调查和分析的调查机构Patent Result的数据显示，全固态电池相关专利排名前十的企业中，日本企业有6家，韩国企业占4家。其中，手握专利数最多的丰田自1990年便着手固态电池的研究。

2008年，丰田与固态电池初创企业Ilika展开合作。据报道，当时Ilika公司受丰田委托，开始研发全固态电池电解质。

2012年， 丰田在世界范围首发硫化物固态电池，随后又在2017年表示，和松下达成共识，将共同研发车载方型固态电池。与此同时，丰田还宣布将在2020年~2025年间，推出十款以上采用固态电池的纯电车。

然而，由于电池寿命及成本等问题，丰田固态电池量产时间一再跳票。

2021年，丰田改变了“2025年量产”的口风，并在当年的“2030年电池战略会”上表示，在全固态电池方面“进展不乐观”。

今年5月10日，丰田汽车发布了一则组织变革和高管职位变动的公告，自5月15日起生效。这项组织变革衍生了丰田在技术革新的两个关键组织架构——负责纯电路线的BEV Factory和氢能路线的氢能Factory。

随后，6月份，丰田举办了一场以“改变汽车未来”为主题的Toyota Technical Workshop技术说明会。在说明会上，丰田宣布已克服全固态电池的耐久性课题，后面只等着解决了成本问题后，就将全面投入量产并配备在纯电车型上，丰田这次又更新了固态电池具体量产的时间为2027-2028年。

作为全球最大的汽车制造商，丰田的摇摆与坚持或许并不难理解，因为他要的不是追随者的角色，而是领导者。只是，能否超车成功，还需要等待真正的商业化量产。

固态电池量产难

不只是丰田的固态电池困在量产之中，前文中提到的QuantumScape，以及像宁德时代这类电池巨头，也都未实现固态电池量产。

宁德时代董事长曾毓群表示，固态电池有很多科学及技术的基础问题尚未解决，“我们公司深耕10多年，仍难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”

但即便固态电池量产困难、单价昂贵、工艺复杂，但其却一直备受关注，一个很重要的原因就是，无论在能量密度、充电速率、安全性、循环寿命上，还是电芯热管理上，它的表现都要优于液态锂电池。

具体来看，液态电池的电解液溶剂具有易挥发、低闪点的特点，在较高温度下易燃易爆，且具有一定毒性。此外，液态电池的负极表面容易形成锂枝晶，刺穿隔膜造成正负极短路，导致电池起火。

并且，在能量密度方面，受重量、体积、安全性等因素限制，液态锂电池已接近能量密度天花板。

反观固态电池，锂枝晶在固态电解质中生长缓慢且难刺透，极大降低了电池热失控风险，电池自燃或者爆炸的概率显著减小。

而从能量密度来看，固态电池允许适配高能正极与锂金属负极，目前固态电池的实验室数据已超过400Wh/kg，突破传统液态锂电池的能量密度天花板。因此，也被称为“梦想电池”。

固态电解质是固态电池的核心，根据所用固态电解质不同，目前业界对固态电池的研究主要集中在陶瓷（硫化物和氧化物）和聚合物类型上。一直以来，由于固态电解质难以兼顾性能和成本，产业化面临巨大阻碍。

行业内的研究也从未停止过。“我们发现，在全球顶刊上发表的与固态电池技术相关的论文正在指数般地增长，可以说技术是在商业化的前夜。”欧阳明高曾说过。

6月27日，中国科学技术大学马骋教授开发了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂，并将其发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》上。

据介绍，这种材料具有很强的成本优势。如果以水合氢氧化锂、氯化锂、氯化锆进行合成，它的原材料成本仅为11.6美元每公斤，很好地满足了上述50美元每公斤的要求。而如果以水合氧氯化锆、氯化锂、氯化锆进行合成，氧氯化锆锂的成本可以进一步降低到约7美元每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂（10.78美元每公斤），并且不到硫化物和稀土基、铟基氯化物固态电解质的4%。这一发现也被认为，有益于固态电池技术的商业化。

如果丰田固态电池技术突破的这一消息再被验证属实，伯明翰大学商业经济学教授戴维・贝利认为，可能是未来电动汽车的一个里程碑时刻。

“通常在原型阶段会有一些突破，但要扩大生产规模就很困难了。”他补充说，“如果这是一个真正的突破，那么它可能是一个颠覆性的改变，甚至可以说是电动汽车行业的圣杯。” 

（本文首发钛媒体App ，作者｜韩敬娴，编辑｜张敏）

更多精彩内容，关注钛媒体微信号（ID：taimeiti），或者下载钛媒体App

​Read More