鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：375次 | 2023年08月14日
豐田：靠固態(tài)電池"攻城略地"？
近段時(shí)間以來(lái)，固態(tài)電池?zé)岫仍俅紊仙?。先有專注于固態(tài)電池技術(shù)的美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)QuantumScape公布了最新固態(tài)電池的性能數(shù)據(jù)，被認(rèn)為是首個(gè)商業(yè)上可行的固態(tài)電池，再有蔚來(lái)汽車宣布將于明年量產(chǎn)裝車容量為360Wh/kg的準(zhǔn)固態(tài)電池引發(fā)行業(yè)對(duì)固態(tài)電池量產(chǎn)的猜想。
固態(tài)電池的消息之所以能引起行業(yè)反響、刺激資本市場(chǎng)活躍，都是因?yàn)樵诂F(xiàn)有技術(shù)條件下，傳統(tǒng)的液態(tài)電池的能量存儲(chǔ)能力正接近瓶頸，而容量更大且更為安全的固態(tài)電池或許將成為電動(dòng)化車輛的主要能源供給方式，市場(chǎng)前景不可估量。
固態(tài)電池?zé)岫仍倨?，作為全球固態(tài)電池研究中佼佼者的豐田也沒閑著。有消息稱豐田汽車將在今年推出一款顛覆性的固態(tài)電池，該電池可提供500公里續(xù)航，可以在10分鐘內(nèi)就可以從空電充至滿電，并且具有極小的安全隱患。
從動(dòng)力電池物理結(jié)構(gòu)分析，主要分為四種：即凝膠態(tài)電池、半固態(tài)液體電池、準(zhǔn)固態(tài)液體電池、全固態(tài)電池。凝膠態(tài)電池是指只含有液體電解質(zhì)，半固態(tài)液體電池指半固態(tài)液體電解質(zhì)質(zhì)量百分比
目前，無(wú)論是哪種形式的電動(dòng)汽車，使用的動(dòng)力電池幾乎都屬于凝膠態(tài)電池。但受其原理制約，凝膠態(tài)電池有許多明顯短板不可避免。比如因不穩(wěn)定性而帶來(lái)的安全隱患、在低溫條件下導(dǎo)致的性能下降以及電池容量接近瓶頸等問題。全球汽車產(chǎn)業(yè)正處于轉(zhuǎn)型時(shí)期，燃油車向電動(dòng)車過渡并不是僅靠政策引導(dǎo)就能實(shí)現(xiàn)，因此，在現(xiàn)有條件下，電池技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)重大突破便成為電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
傳統(tǒng)的鋰電池兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為液態(tài)電解質(zhì)，電池充放電過程是由鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)中完成。液態(tài)電解質(zhì)的存在，一方面會(huì)存在泄漏風(fēng)險(xiǎn)，另一方面，也會(huì)讓電池整體的體積增大，占用空間更多。相比傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)電池采用固體電極和電解質(zhì)，除了可以避免電解質(zhì)泄漏、更好的控制體積，還具有抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等特性，這也意味著固態(tài)電池可以成為更安全的電容載體。
豐田的固態(tài)電池為什么更受關(guān)注？
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自從固態(tài)電池概念興起以來(lái)，全球范圍內(nèi)約有50多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高校科研院所致力于固態(tài)電池技術(shù)。在國(guó)際發(fā)明專利方面，日本占據(jù)了全球范圍內(nèi)一半以上，豐田更是以多項(xiàng)專利占據(jù)了單一機(jī)構(gòu)中的首位。正因如此，關(guān)于豐田固態(tài)電池的一舉一動(dòng)都備受關(guān)注。
早在2004年，豐田就開始了全固態(tài)電池的研發(fā)，雖然豐田成功把電池搭載到了電動(dòng)汽車COMS中，但豐田因其量產(chǎn)難度太大而沒有將其技術(shù)用于量產(chǎn)。
2008年2月，豐田與南安普頓大學(xué)孵化出的初創(chuàng)公司伊利卡達(dá)成合作，共同進(jìn)行固態(tài)電池材料的研發(fā)。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
2014年，豐田汽車介紹了其與伊利卡在固體電池合作上的進(jìn)展。豐田汽車負(fù)責(zé)固態(tài)電池業(yè)務(wù)的高級(jí)執(zhí)行董事奧田平表示：豐田已經(jīng)研發(fā)出了能量密度400Wh/L的固態(tài)電池，比同時(shí)期的鋰離子電池能量密度高出約1/3。與此同時(shí)，豐田的工程師表示，到2025年，豐田將會(huì)把固態(tài)電池的能量密度提升到600-700Wh/L，能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車提供約1000公里的續(xù)航里程。
2017年12月13日，豐田與松下宣布達(dá)成戰(zhàn)略合作，聯(lián)合研發(fā)車載方型固態(tài)電池。豐田表示，在2025年之前會(huì)將固態(tài)鋰電池實(shí)用化。
2018年6月，豐田與松下、京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究所等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)及汽車、電池、材料企業(yè)，共同合作啟動(dòng)了開發(fā)全固態(tài)電池的項(xiàng)目。
2019年1月，豐田宣布在2020年前與松下設(shè)立車載電池新公司，致力于開發(fā)、量產(chǎn)固態(tài)電池。
2019年5月，豐田展出其正處于試制階段的全固態(tài)電池樣品。
盡管豐田在固態(tài)電池領(lǐng)域已經(jīng)取得了很多成果，但想要達(dá)到量產(chǎn)仍然需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。先后在索尼公司、豐田公司、本田公司供職的專家大木栄幹在一場(chǎng)有關(guān)日本固態(tài)電池現(xiàn)狀的演講中提到，現(xiàn)在豐田所做的硫化物的全固態(tài)電池仍然停留在研發(fā)的階段，所以在現(xiàn)階段的技術(shù)水平，絕對(duì)不可能量產(chǎn)。而按照豐田最新的計(jì)劃，搭載固態(tài)電池的的車輛量產(chǎn)最早也要到2025年左右。這也意味著，在技術(shù)未取得完全突破的時(shí)候，豐田還無(wú)法靠著固態(tài)電池去攻城略地。
固態(tài)電池只是豐田電動(dòng)化轉(zhuǎn)型中的錦上添花
2019年，豐田汽車宣布將豐田2030計(jì)劃提前5年，截至2025年，豐田汽車旗下的油電混合動(dòng)力車（HEV）、插電式混合動(dòng)力車（PHEV）、純電動(dòng)車（EV）、燃料電池車（FCEV）的年銷量將達(dá)到550萬(wàn)輛，其中純電動(dòng)車和燃料電池車超過100萬(wàn)輛。從以上目標(biāo)看，豐田汽車在電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的過程中，純電動(dòng)化只占一部分，電動(dòng)化的目標(biāo)更多需要憑借發(fā)展HEV、PHEV與FCEV才能得以實(shí)現(xiàn)。
從1997年推出首款油電混合動(dòng)力的普銳斯車型以來(lái)，截至2020年7月，豐田已經(jīng)在全球累計(jì)銷售了超過1600萬(wàn)輛電動(dòng)化車輛，在中國(guó)以HEV為主的電動(dòng)化車型的累計(jì)銷量也突破了100萬(wàn)輛。
除了大力發(fā)展HEV技術(shù)，豐田在FCEV領(lǐng)域也取得了不俗的成果。豐田內(nèi)部認(rèn)為，氫燃料電池車是對(duì)社會(huì)貢獻(xiàn)度極高的'環(huán)保車'。早在1992年，豐田就開始研究氫燃料電池汽車，其首款氫燃料電池車型Mirai于2014年底在日本上市，計(jì)劃在2025年達(dá)到20萬(wàn)輛，引發(fā)了不小的關(guān)注度。在去年年底，第二代Mirai車型也已經(jīng)上市。
無(wú)論是在HEV還是FCEV領(lǐng)域，豐田都擁有非常深厚的技術(shù)積累，并且商業(yè)化落地也早已成型，所以豐田電動(dòng)化轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)方式并不拘泥于純電動(dòng)，這也意味著困擾純電動(dòng)車型最大的電池問題對(duì)豐田來(lái)說并非是燃眉之急。因此，固態(tài)電池在能量密度、快速補(bǔ)能以及安全性方面雖具有極大優(yōu)勢(shì)，但在目前的技術(shù)條件下，固態(tài)電池也只能是豐田在電動(dòng)化轉(zhuǎn)型過程中的錦上添花。
