繼上月宣布推出新的電動汽車戰(zhàn)略之后，近日，豐田再次宣布固態(tài)電池技術(shù)獲重大突破。

根據(jù)外媒報道，豐田公司碳中和研發(fā)中心的總裁海田敬二表示：“無論是液態(tài)電池還是固態(tài)電池，我們的目標(biāo)是徹底改變目前電池過大、過重、過貴的局面，在這方面的潛力上，我們將這些因素減半。”

(資料圖)

他還表示，公司已經(jīng)開發(fā)出了提高電池耐久性的方法，并相信現(xiàn)在可以制造出續(xù)航里程為1200公里的固態(tài)電池，充電時間為10分鐘或者更短。官方還表示，這個全新的固態(tài)電池，將會在2027年量產(chǎn)上車。

總結(jié)來說，就是豐田研發(fā)的固態(tài)電池在成本、尺寸上減半，充電10分鐘或更短，續(xù)航可達(dá)1200公里，且要在2027年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)上車。

也就是還有四年，就有搭載固態(tài)電池的電動車。這其實(shí)與行業(yè)內(nèi)普遍預(yù)測的固態(tài)電池將在未來5到10年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的論斷相符。

不過，由于公告中并未宣布更多細(xì)節(jié)，比如能量密度、充電和放電速率、可能的充電循環(huán)次數(shù)、冬季低溫下的性能表現(xiàn)，以及由什么制成等，因此外界對此也有質(zhì)疑。畢竟，像美國的QuantumScape這樣的公司近十年來一直在做類似的承諾，但事實(shí)上，其固態(tài)電池仍然遲遲未能投入量產(chǎn)。

豐田死磕固態(tài)電池

一直以來，在純電路線上，豐田的態(tài)度始終搖擺，豐田章男更是多次“炮轟”電動汽車。

不過，與純電路線態(tài)度忽冷忽熱形成強(qiáng)烈反差的是，在固態(tài)電池的研究方面，豐田卻表現(xiàn)出了完全不同的堅(jiān)持和韌性。

根據(jù)從事專利調(diào)查和分析的調(diào)查機(jī)構(gòu)Patent Result的數(shù)據(jù)顯示，全固態(tài)電池相關(guān)專利排名前十的企業(yè)中，日本企業(yè)有6家，韓國企業(yè)占4家。其中，手握專利數(shù)最多的豐田自1990年便著手固態(tài)電池的研究。

2008年，豐田與固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)Ilika展開合作。據(jù)報道，當(dāng)時Ilika公司受豐田委托，開始研發(fā)全固態(tài)電池電解質(zhì)。

2012年， 豐田在世界范圍首發(fā)硫化物固態(tài)電池，隨后又在2017年表示，和松下達(dá)成共識，將共同研發(fā)車載方型固態(tài)電池。與此同時，豐田還宣布將在2020年~2025年間，推出十款以上采用固態(tài)電池的純電車。

然而，由于電池壽命及成本等問題，豐田固態(tài)電池量產(chǎn)時間一再跳票。

2021年，豐田改變了“2025年量產(chǎn)”的口風(fēng)，并在當(dāng)年的“2030年電池戰(zhàn)略會”上表示，在全固態(tài)電池方面“進(jìn)展不樂觀”。

今年5月10日，豐田汽車發(fā)布了一則組織變革和高管職位變動的公告，自5月15日起生效。這項(xiàng)組織變革衍生了豐田在技術(shù)革新的兩個關(guān)鍵組織架構(gòu)——負(fù)責(zé)純電路線的BEV Factory和氫能路線的氫能Factory。

隨后，6月份，豐田舉辦了一場以“改變汽車未來”為主題的Toyota Technical Workshop技術(shù)說明會。在說明會上，豐田宣布已克服全固態(tài)電池的耐久性課題，后面只等著解決了成本問題后，就將全面投入量產(chǎn)并配備在純電車型上，豐田這次又更新了固態(tài)電池具體量產(chǎn)的時間為2027-2028年。

作為全球最大的汽車制造商，豐田的搖擺與堅(jiān)持或許并不難理解，因?yàn)樗牟皇亲冯S者的角色，而是領(lǐng)導(dǎo)者。只是，能否超車成功，還需要等待真正的商業(yè)化量產(chǎn)。

固態(tài)電池量產(chǎn)難

不只是豐田的固態(tài)電池困在量產(chǎn)之中，前文中提到的QuantumScape，以及像寧德時代這類電池巨頭，也都未實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。

寧德時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?！?/p>

但即便固態(tài)電池量產(chǎn)困難、單價昂貴、工藝復(fù)雜，但其卻一直備受關(guān)注，一個很重要的原因就是，無論在能量密度、充電速率、安全性、循環(huán)壽命上，還是電芯熱管理上，它的表現(xiàn)都要優(yōu)于液態(tài)鋰電池。

具體來看，液態(tài)電池的電解液溶劑具有易揮發(fā)、低閃點(diǎn)的特點(diǎn)，在較高溫度下易燃易爆，且具有一定毒性。此外，液態(tài)電池的負(fù)極表面容易形成鋰枝晶，刺穿隔膜造成正負(fù)極短路，導(dǎo)致電池起火。

并且，在能量密度方面，受重量、體積、安全性等因素限制，液態(tài)鋰電池已接近能量密度天花板。

反觀固態(tài)電池，鋰枝晶在固態(tài)電解質(zhì)中生長緩慢且難刺透，極大降低了電池?zé)崾Э仫L(fēng)險，電池自燃或者爆炸的概率顯著減小。

而從能量密度來看，固態(tài)電池允許適配高能正極與鋰金屬負(fù)極，目前固態(tài)電池的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)已超過400Wh/kg，突破傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的能量密度天花板。因此，也被稱為“夢想電池”。

固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心，根據(jù)所用固態(tài)電解質(zhì)不同，目前業(yè)界對固態(tài)電池的研究主要集中在陶瓷（硫化物和氧化物）和聚合物類型上。一直以來，由于固態(tài)電解質(zhì)難以兼顧性能和成本，產(chǎn)業(yè)化面臨巨大阻礙。

行業(yè)內(nèi)的研究也從未停止過。“我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂刊上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在指數(shù)般地增長，可以說技術(shù)是在商業(yè)化的前夜。”歐陽明高曾說過。

6月27日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)馬騁教授開發(fā)了一種新型固態(tài)電解質(zhì)——氧氯化鋯鋰，并將其發(fā)表在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》上。

據(jù)介紹，這種材料具有很強(qiáng)的成本優(yōu)勢。如果以水合氫氧化鋰、氯化鋰、氯化鋯進(jìn)行合成，它的原材料成本僅為11.6美元每公斤，很好地滿足了上述50美元每公斤的要求。而如果以水合氧氯化鋯、氯化鋰、氯化鋯進(jìn)行合成，氧氯化鋯鋰的成本可以進(jìn)一步降低到約7美元每公斤，遠(yuǎn)低于目前最具成本優(yōu)勢的固態(tài)電解質(zhì)氯化鋯鋰（10.78美元每公斤），并且不到硫化物和稀土基、銦基氯化物固態(tài)電解質(zhì)的4%。這一發(fā)現(xiàn)也被認(rèn)為，有益于固態(tài)電池技術(shù)的商業(yè)化。

如果豐田固態(tài)電池技術(shù)突破的這一消息再被驗(yàn)證屬實(shí)，伯明翰大學(xué)商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授戴維?貝利認(rèn)為，可能是未來電動汽車的一個里程碑時刻。

“通常在原型階段會有一些突破，但要擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模就很困難了。”他補(bǔ)充說，“如果這是一個真正的突破，那么它可能是一個顛覆性的改變，甚至可以說是電動汽車行業(yè)的圣杯?！?/p>

（本文首發(fā)鈦媒體App ，作者｜韓敬嫻，編輯｜張敏）

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