丰田宣布固态电池技术获重大突破 “固液之争”远未到终局

2023-07-05 19:07:41 来源: 懂车帝

近日,丰田宣布,已经简化了制造固态电池所用材料的生产过程,并称这一发现是一个重大的飞跃,能够大幅缩短汽车充电时间和增加续航里程。据丰田称,其高性能版电池提高了电池能量密度,配合车辆的空气动力学改善,可将续航里程提升到目前的2倍,达到1000公里,同时完成成本降低20%,实现快充不到20分钟的目标;普及版电池则是将已经应用于HEV镍氢电池上的双极结构,通用到BEV电池上,续航里程比目前增加20%,快充同样可以达到30分钟以内。由于零件数量可控制在1/4到1/5之间,成本可降低40%左右。

丰田方面还宣布,将在BEV车型上搭载全固态电池,并计划于2027~2028年投入实际应用。伯明翰大学商业经济学教授戴维·贝利认为,如果丰田公司的说法属实,这可能是未来电动汽车的一个里程碑时刻。

近年来,关于固态电池的讨论颇多。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是,固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。由于部分科学界人士认为锂离子电池已经到达极限,固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池地位的新一代电池。


(资料图)

丰田宣称在全固态电池研发上获得突破性进展,对于中国新能源车产业是否构成巨大威胁?首先,由于丰田的两款电池仍未进入实用阶段,因此其所描述的各项性能指标是否与实际效果相符,仍有待后续检验。

其次,丰田所称的成本降低,应属于制造成本层面。但新能源车电池成本核算,还需考虑电池配套设备成本,包括电池极片成型设备、电池分选设备、电池组装设备、电池测试设备等。根据彭博新能源财经数据显示,2020年酸铁锂电池成本约占总成本的比例为50%,电池配套设备成本约占总成本的比例为16%。这意味着,一旦从液态电池转换为固态电池,电池配套设施改造成本也随之增加。

同时,电池本身蓄电能力的增加,只是一个方面,实现大容量快充同样被视为提升续航能力的重要方向。目前新能源车企普遍使用400V电压系统,250A电流,达到100kW的充电功率,按单车带电量50kWh计算,电池由 30%SOC(State of Charge,电池荷电状态)充电至 80%SOC 需要 30 分钟,而800V高压可以达到300-500kW的充电功率,仅需6-10分钟就能迅速补能。此外,800V的电机比400V的要轻,叠加一些线缆和部件减少,可以减轻车身重量。

如此,通过新型大容量快充技术,同样能更好保证新能源车的续航能力。当前,全球已推出或确定推出800V系统的汽车品牌多达20多家。从平台架构来看,包括比亚迪e平台3.0、通用奥特能平台、吉利SEA浩瀚平台,奔驰EVA等都能够支持800V高压。

当然,目前800V超充技术路径仍面临“升级成本”和“电网配套”两座大山要翻越。这也说明,任何一项新技术,不能只看几个技术指标达到多么先进的程度,更要综合考量其应用所需生产成本、配套设施改造成本乃至嵌入整个运转体系所需的适配性。

由此,固态电池技术不仅要考虑单一的电池因素,而是必须面对“电”“车”“网”一体化升级所带来的综合挑战。

新技术的诞生,往往需要经历大规模应用的检验,实现成本、技术与市场接纳度的平衡,并且做好产业链上下游的分工协作。唯有如此,才有可能真正达成规模化效应,批量生产并应用到新车型上。

当然,全固态电池的发展前景仍被看好。在全固态电池领域,虽然日本企业在全固态电池上面投入得最多,丰田则是拥有固态电池技术专利最多的车企,但国内同样也不甘落后。数据表明,截至2022年,中国在全固态锂电池技术论文发表数量方面全球居首。这也说明,我国同样没有放弃在这一新兴技术的研发投入。

此外,除了全固态电池,比亚迪、宁德时代近年来相继推出刀片电池和麒麟电池,比亚迪还推出了自主研发的CTB电池技术。总之,当前动力电池产品和技术研发处于百花齐放阶段,液态电池恐怕也并未如某些人所言,已经到了见顶阶段。任何一项电池技术,“能量密度”,成本、安全、寿命、耐低温等因素都要达到90分以上,方能具备足够的市场竞争力,而不是单个指标达到100分,就可轻易称霸新能源车赛道。

评论人 毕舸

编辑 徐超

校对 李立军

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