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布局固态动力电池,日本能否打败中国夺回霸权?
来源:上海汽车报 发布时间:2018-07-12

作为电动汽车的心脏,动力电池已成为各国、各大厂商的必争之地。中、日、韩三国则是主要竞争战场。

当前,依靠政策红利和补贴优势,中国已经战胜日本,成为全球动力电池出货量最大的国家。“独角兽”宁德时代迅速崛起,也将日本松下电器拉下了销量冠军的宝座。但是,暂时的领先并不代表未来,我国动力电池行业两级分化严重,洗牌加速,行业发展还有很多不确定因素。而此时,日本企业正悄然开始反击,重点布局下一代动力电池,力争夺回电池产业的霸权。

固态电池,更具潜力

近日,日本新能源产业技术综合开发机构宣布,将与丰田、本田、日产、松下等23家汽车、电池和材料企业联合开发固态电池,并计划到2022年全面掌握固态电池的相关技术。在锂电池领域,日本企业被中国企业赶超,这一新项目将举全日本之力推进研发,力争夺回其电池产业的霸权。

目前,国际主流动力电池企业以磷酸铁锂和三元锂电池为主,均含有电解液成分。磷酸铁锂的理论能量密度约为170Wh/kg,三元锂电池的理论能量密度为300-350Wh/kg,二者能量密度提升空间相对较小,由此带来消费者严重的里程焦虑。同时,还存在热分解温度低、易燃烧爆炸等安全问题。

固态电池被普遍认为是下一代电池的有力竞争者。所谓固态锂电池,与传统锂电池相比的最大特点在于其使用了固态电解质材料,当使用的电极和电解质材料均为固态、不含任何液态成分时,则为全固态锂电池。

(图片摘自《锂电池产业发展报告(2018)》——中国电动汽车百人会)

由于改变了锂电池的传统结构,隔膜、液态电解液等不再是必要组件,固态电池具有巨大的技术优势潜力:

一是安全性高,不含易燃易挥发有毒性的有机溶剂,不存在漏液问题,大幅降低了电池燃烧、爆炸的风险;

二是循环寿命长,不存在液态电解质在充放电循环过程中产生固体电解质界面膜问题,目前研发的预期寿命将达到15000-20000次;

三是能量密度高,全固态锂电池能量密度预估最大潜力值可达900Wh/kg,续航里程将大幅增加;

四是系统比能量密度高,固态电解质没有流动性,可以实现内串联组成高压单体,有利于提升动力电池系统成组效率和能量密度;

五是正负极材料选择范围宽。此外,固态电池的工作温度范围、电化学稳定窗口宽、并且兼备薄膜化、柔性化的潜力。

抢夺先机,不只是日本

在中日韩企业主导动力电池市场的局面下,其他区域在当前技术路线超车难度较大,因此,一些欧美企业已经开始转移目标,布局新一代电池技术(固态电池和氢燃料电池),寄希望于下一轮竞争中占据主导。

近期,大众汽车集团就宣布向加州初创公司(QuantumScape)注资1亿美元,用于固态电池的开发,同时加速推进其新能源战略规划。新开发的电池体积更小,充电速度更快,安全性更高,续航里程大幅增加。固态电池计划于2025年前实现量产。

在2018中国(青海)锂产业与动力电池国际高峰论坛上,中国电动汽车百人会理事长陈清泰指出:“动力电池全球化竞争日益激烈,欧美企业虽然在本轮竞争中失去了位置,但是他们已经在为下一阶段的竞争做布局,是潜在的强大竞争者。从下一步发展来看,应该关注固体电池发展的问题。”

当前,欧美、日韩、中国等国家的众多企业正在积极布局和研发固态电池。但是,中国的企业相对来说进入时间较晚,主要以科研机构或院校为支撑,产业化进程较慢。

我国动力电池企业数量虽多,但两级分化十分严重,而且存在较大投资泡沫、圈钱、圈概念等乱象,真正一心扑在前沿技术的企业相对较少。如果只停留在产能比拼上,在不久的将来,很有可能被日本、韩国以及后来者欧美等国所超越。

“下一代电池是什么?确实存在着很大的竞争不确定性。因此,电池技术在诸多的技术路线当中应该发挥独特的优势,但是哪一种电池技术在未来能够主导我们的产业,确实还需要在创新当中观察,不能停留在现有的层面上。潜在的替代技术,甚至是颠覆性的技术依然存在,这个领域会出现技术的“黑天鹅”。”中国电动汽车百人会秘书长兼首席专家张永伟表示。

责编:孙建奋



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关键词标签:固态动力电池|电动汽车|丰田|本田|日产|松下

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