丰田终于和电动汽车一道上头条了,新闻稿中频频出现的“固态电池”到底是什么来头?文中2022年才商业化的固态电池能不能弯道超车打败如日中天的特斯拉?先来看看出镜的丰田发言人是怎么说的吧。
该新闻最早由日本中日新闻曝出:“丰田的全新电动汽车在新的平台上打造,配备全固态电池,可在几分钟内完成充电过程。预计该车型最早将于2022年在日本上市。”丰田发言人出来说,对具体的产品规划不予评论,但“公司致力于在21世纪20年代早期将全固态电池商业化。”
文中有关固态电池的优点只有一条:充电快。除了这一点,相有关特斯拉汽车应用的三元锂离子电池,固态电池更适合扛起车规级动力锂离子电池的大旗。因为其电解质为固态的特性,固态电池能量密度更高、安全性更高、不会在高温下发生副反应、同时也不必设计像三元锂离子电池那么复杂的热管理系统,可以节约成本同时降低重量。
一个简单的比较:特斯拉-松下生产的85kWh电池组质量达到了900kg,而固态电池创业公司SeeoInc相同容量的电池组重量只有323kg。
那为何特斯拉和松下要孜孜不倦的捣鼓三元锂离子电池,还吸引宁德时代、比亚迪、LG化学和三星SDI这些主流动力锂离子电池玩家纷纷加入三元锂离子电池研发的阵列呢?
一句话,固态电池的发展还处于早期阶段,上面的数据和特性都是实验室的,距离商业化还有很长的一段路要走。下面这张图是固态电池和锂离子电池等近十年来国内专利申请量比较:
可以看出,我国对固态电池的研究热情远不如对锂离子电池的研究。尽管如此,我国近年来对固态电池的研究仍在不断升温。下面这张图是固态电池专利数量,可以看到,我国军团宁波大学、中科大、华为、我国电科十八所、中科院物理所占据了专利排行榜前十中的五个席位。
2016年十二月十七日,宁德时代研发经理郭永胜介绍了公司固态锂金属电池的研发进程,他表示,宁德时代在做固态电池之前对全球做固态电池的公司做了调研,目前该项目还处于早期阶段。宁德时代在研发过程中,也在关注固态电池的制造问题,固态电池整个制造工艺跟传统的锂离子的制造工艺不同,要新的设备,新的工艺,所以宁德时代也同时进行工艺的研发。
固态电池商业化的拦路虎是成本过高,随着资本和技术研发的投入不断加大,成本会一路下降至可商业化的水平。三元锂离子电池就是一个例子,2008年,特斯拉电动跑车Roadster搭载的电池组成本高达1200美元/kWh,到2016年,特斯拉电池组成本已经下降至190美元/kWh。
自2010年起,丰田一直在致力于固态电池的研发,这早已成为业内公开的秘密,为何今天突然登上新闻头条?很可能跟这个去年十二月十四日提交美国专利局,七月二十二日终于获批的固态电池专利有关。根据丰田的说法,该公司找到了一种“特殊磷酸酯”,通过添加“特殊磷酸酯”,可以在不降低电池性能的前提下改善电池的热稳定性。
尽管生产成本和效率“非常出色”,从丰田发言人“21世纪20年代早期商业化”的表态来看,整体的研发并未取得超预期进展,仍在按部就班的按照既按时间表推进。这也是丰田未来能否超越竞争对手的最大变数。CLSA汽车分析师ChristopherRichter表示:“实验台和制造厂之间有很长的路要走,2022年还很遥远,这期间会有很多技术变革发生。”“(丰田)新电动汽车要多长时间才能追上竞争对手取决于电池成本下降的速度”。
除了丰田,宝马、Tier1供应商博世和戴森都在进行固态电池的研发。其中宝马的将商业化节点模糊含义为“10年以内”;博世收购了固态电池创业公司SeeoInc,并承诺自2016年起每年投入4亿欧元进行固态电池的研发,期望在2020年实现商业化量产;戴森以9000万美元的价格收购了固态电池公司Sakti3,并承诺计划建造一座总投资达10亿美元的厂用于固态电池的量产,并将商业化期限定在“一两年内”。
总结一下,固态电池的应用理想很美好,现实很残酷。让人好奇的是,除了宁德时代,不了解锂离子电池全球Top5的剩下几位玩家,是否布局了固态电池领域?