中日之间一场新产业竞争开始了

时间:2021年05月01日 11:18:56 中财网
  今天谈一个很专业的话题:全固体电池。

  因为这一块电池,正在引发一场崭新的产业革命。

  当满大街都跑起绿牌照汽车时,我们很自豪地说:汽车已经进入了电动时代。

  而汽车之所以进入了电动时代,是因为锂离子电池的出现与普及。

  凭借高能量密度、高效率及低自放电率,锂离子电池已经在如今的电动汽车行业中占据了主导地位。但是,锂离子电池普遍采用易燃的液体电解质,在遭到刺穿后,会发生起火、爆炸等状况,引发严重安全问题。

  当前的锂离子电池已经达到了300瓦时每公斤的能量密度,接近了锂离子电池的理论性能极限。也就是说,锂离子电池的发展,已经碰到了天花板。

  
  那么,我们用什么来开启后锂电时代?

  一种安全性更高,没有自燃和爆炸的风险,并且能量密度要显著高于锂离子电池的新型电池,已经成为世界各国争雄的宝贝,那就是“全固体电池”。

  固态电池采用不可燃的固态电解质替换了可燃性的有机液态电解质,大幅提升了电池系统的安全性,同时能够更好适配高能量正负极并减轻系统重量,实现能量密度同步提升。

  东京工业大学和丰田研究团队共同开发出一种全固态电池,其功率密度是现有锂离子电池的三倍,能量密度是现有锂离子电池的两倍,这使得全固态电池有可能克服电动汽车的现存缺点。

  
  锂电池与全固态电池的结构对比
  目前,世界上全固态电池的一半的专利,由日本企业拥有。尤其是丰田汽车公司、松下电气公司、TDK和村田制作所、日立造船等公司,是全固态电池研发的先行者。

  日本企业将全固态电池看作是继氢能源电池之后,九亿娱乐下载直营网的一场革命,因为这一种全固态电池不仅将给电动汽车带来真正意义上的发展生命,同时,也将给笔记本电脑、手机等电子产品的待机时间延长3倍以上,为船舶甚至城际列车带来新的动力。

  从2020年开始,TDK和村田制作所、FDK等公司开始了全固态电池的量产。今年,太阳诱电和Maxell公司也开始了全固态电池的量产。日本正式开启了全固态电池的商业化时代。

  日本企业为何要抢在中国企业之前,致力于全固态电池的研发与生产?

  最大的原因有两点:
  第一,日本传统车企轻视了电动汽车,因此在锂电池的研发上,落后于中国的企业。

  第二,制造锂电池所需要的核心材料锂、钴等稀有金属,大多数被中国企业所控制,而且短短的几年时间里,价格翻了3倍。

  
  日本量产的全固态电池
  谁掌控锂资源,谁就掌控了电动汽车发展的“命门”。这就促使日本汽车制造企业坚持发展全固态电池、氢燃料电池车(FCV)。日本汽车能源的推演目标是:混合动力车是过渡产品,中期内发展插电式混合动力车和纯电动汽车,中长期内将氢燃料电池车作为日本汽车产业的终极发展目标。

  而全固态电池成了日本突破锂电池核心材料被中国企业控制困境的关键。因为全固态电池将大大减少对钴、锂的需求。同时,也能发挥日本在新材料研发上的优势,使得中国电池生产企业难以在短期内追赶上日本。

  最近10年,日本举全国之力推进全固态电池的研发,尤其是材料等最尖端的研究正在加速。出光兴产公司已在千叶事业所启动作为电池核心材料的硫化物系固体电解质的量产实证设备。该公司在该电池材料领域拥有世界顶级的170多项专利,是业界的枭雄。三井金属公司也已经引进了硫化物类电解质的量产测试设备。

  
  丰田汽车公司投入实验性使用的全固体电池
  住友化学公司和京都大学则开始了全固态电池未来型的研究,希望利用比硫化物安全性更高的氧化物系电解质进行全固态电池的革新。

  日本九亿娱乐下载直营网产业技术综合开发机构(NEDO)宣布,借助于日本新材料的深入研发,将在2022年前,与丰田汽车、松下确立车载全固态电池的技术规格。同时,在2030年,正极采用空气,负极采用金属锂,电解质采用氧化物材料的全固态Li空气电池可能问世。

  根据富士经济研究所的预测,全固态电池的世界市场在2018年时的规模为24亿日元,但是到2035年,将扩大到2万6772亿日元(约1585亿元人民币)。中国电池制造厂家也开始奋起直追!

  全固态电池,已成了中日两国汽车产业竞争的新高地。
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