1月2日，據(jù)日媒報道，日本大型電池企業(yè)麥克賽爾（Maxell）開發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，其容量達到200毫安時，是傳統(tǒng)的陶瓷封裝型（方形）容量的25倍。據(jù)報道，這款新型電池具有耐熱性強，壽命長的特點，樣品最早于2024年1月出貨。

2023年12月17日，蔚藍CEO實測搭載150KWh的電池包的蔚來ET7，實測全程續(xù)航1044公里，其中智能駕駛里程為957公里，全程綜合百公里電耗為13.2度，在實測續(xù)航達1000公里時，剩余電量百分比為7%。這是半固態(tài)電池車型首次公開直播實測。

對比比亞迪海豹2023款純電版，蔚來ET7的全程續(xù)航里程明顯超越。前者搭載61.4kwh的磷酸鐵鋰刀片電池，可以實現(xiàn)550公里的續(xù)航，而后者搭載150KWh的半固態(tài)電池包，可以實現(xiàn)1044公里續(xù)航。

全固態(tài)電池技術(shù)的核心優(yōu)勢和技術(shù)挑戰(zhàn)是什么？全固態(tài)電池方向演進為何會成為眾多電池企業(yè)創(chuàng)新方向選擇？為何全固體電池會獲得眾多汽車企業(yè)的青睞？本文為你詳細解析。

從鋰離子電池向全固態(tài)電池演進，固體電解質(zhì)破解是難點

作為新能源汽車的核心部件，動力電池的續(xù)航和安全問題至關(guān)重要。中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高最近表示，高比能、高安全性是動力電池的未來發(fā)展方向。他表示，電池技術(shù)的創(chuàng)新周期約為30年，這一代鋰離子電池在動力方面應(yīng)用是在2000年左右，我們預計2030年會有一次全方位的革新。

在電動汽車領(lǐng)域，全固態(tài)電池是將鋰離子電池電解質(zhì)替換成固體。作為新一代電池的主力，全固態(tài)電池因為可以將電動汽車的續(xù)航里程大幅度提升，而備受業(yè)界關(guān)注。與現(xiàn)有鋰離子電池相比，全固態(tài)電池的特點是充電時間短，但行駛距離長。

在鋰離子電池中，鋰離子經(jīng)由液體電解質(zhì)從負極移動到正極，由此產(chǎn)生電流。全固態(tài)電池原理與之相同。然而，當電解質(zhì)全部為固體時，離子就很難通過粒子與粒子之間的邊界部位，這是一個顯而易見的挑戰(zhàn)。

據(jù)悉，固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池中的關(guān)鍵部件，其技術(shù)路線可以分為聚合物、氧化物、有機-無機復合、硫化物等。進入21世紀，業(yè)界發(fā)現(xiàn)了出色的化合物，為全固態(tài)電池應(yīng)用于電動汽車的研發(fā)開辟了道路。此外，業(yè)界還開發(fā)出可以減小邊界部位阻力的技術(shù)，使得離子可以快速穿過電解液。日本企業(yè)麥克賽爾（Maxell）開發(fā)出了圓柱形全固態(tài)電池，可以視作是一種突破。

對于全固態(tài)電池來說，提高密封性尤其關(guān)鍵，原來的方形產(chǎn)品采用陶瓷容器，但是這樣導致的電池體積難以大型化，陶瓷制成的方形產(chǎn)品無法滿足對于容量的需求，在這樣的背景下，這家日本公司推進了圓柱形電池的開發(fā)。另外，這家公司開發(fā)出與傳統(tǒng)產(chǎn)品密封度相當?shù)牟讳P鋼容器，還調(diào)整了電極結(jié)構(gòu)，以便實現(xiàn)高密度填充。通過在側(cè)面加入凹陷等創(chuàng)新，使圓柱形產(chǎn)品更能抵抗沖擊。

麥克賽爾（Maxell）開發(fā)的“PSB23280”型號產(chǎn)品，直徑約23毫米、高約27毫米，可根據(jù)企業(yè)客戶的要求調(diào)整尺寸及輸出功率。據(jù)麥克賽爾新業(yè)務(wù)部相關(guān)負責人稱，由于環(huán)境惡劣放棄使用電池的客戶開始關(guān)注使用全固態(tài)電池的可能性。

押注全固態(tài)電池量產(chǎn)車，歐日展開競爭，中國車企也有時間表

中國科學技術(shù)協(xié)會主席萬鋼表示：“我們要加大下一代動力電池研發(fā)的力度，重視新材料和以全固態(tài)電池為代表的新體系電池的基礎(chǔ)研究與技術(shù)研發(fā)。全球已經(jīng)有無數(shù)人投入到全固態(tài)電池技術(shù)的創(chuàng)新運動中。我們發(fā)現(xiàn)，在全球頂級刊物上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在呈現(xiàn)指數(shù)級的增長，可以說技術(shù)是在商業(yè)化的前夜。”

據(jù)悉，目前在全球范圍內(nèi)，日本企業(yè)在全固態(tài)電池上面投入最多，擁有固態(tài)電池專利技術(shù)最多的豐田汽車，這家全球汽車巨頭計劃在2025年前實現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn)， 在2027～2028年開始銷售全固態(tài)電池EV。目標是充電10分鐘以內(nèi)，達到約1200公里的續(xù)航距離，這樣的續(xù)航距離相當于傳統(tǒng)型EV的兩倍。另外一家日本車企日產(chǎn)汽車，計劃在2028年度向市場投放全固態(tài)電池EV。

除了日本大型電池企業(yè)麥克賽爾（Maxell）外，2023年11月15日，美國全固態(tài)企業(yè)Solid Power表示，公司已生產(chǎn)出首批固態(tài)電池A樣品，并將交付給寶馬汽車。寶馬汽車希望2025年之前推出第一輛基于Solid Power電池技術(shù)的原型車。

據(jù)悉，Solid Power公司在美國科羅拉多大學博爾德分校及美國國防高級研究計劃局的資助下成立，2011年成立后公司先后獲得了美國空軍、美國國家科學基金會和美國導彈防御局的資金支持。寶馬汽車和Solid Power在2017年便開啟了全固態(tài)電池上的合作。2021年，寶馬、福特等公司對Solid Power投資1.35億美元，并且推動這家公司在當年12月的納斯達克上市。

中國汽車企業(yè)也對于全固態(tài)電池持開放歡迎的態(tài)度。近期國內(nèi)汽車領(lǐng)軍企業(yè)之一的廣汽集團在2023年廣州車展上也宣布，2026年將實現(xiàn)全固態(tài)電池裝車搭載；上汽集團副總裁、總工程師祖似杰表示，其首款搭載固態(tài)電池的量產(chǎn)產(chǎn)品將于2025年下線。

寫在最后

剛剛過去的2023年，全球電動汽車市場競爭激烈。據(jù)美國媒體報道，美國電動車特斯拉在第四季度交付了近50萬輛電動汽車，根據(jù)《汽車新聞》與倫敦證券交易所集團分析師合作整理的數(shù)據(jù)，特斯拉2023年全球銷量約為180萬輛。而中國電動汽車大廠比亞迪剛剛發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年，比亞迪銷量達到302萬輛，較2022年增長62%。比亞迪超越特斯拉，成為全球新能源汽車銷量之王。如果在純電動汽車領(lǐng)域，比亞迪2023年銷量達到157萬輛，特斯拉180萬輛還是略占上風。

日本汽車大廠，豐田汽車12月27日公布的1~11月全球銷量為1022萬輛，比德國大眾830萬輛多出約190萬輛。今年全球汽車銷量排行榜上豐田仍然是冠軍，但是在電動汽車市場，大眾1~9月的全球銷量增長了45%，達到53萬輛，豐田的純電動汽車的全球銷量雖然增至上年的5倍左右，但仍僅為9萬多輛。

豐田計劃到2026年將純電動汽車的全球銷量提高到150萬輛，到2030年增至350萬輛。通過全固態(tài)電池的推進，豐田汽車希望在新能源汽車市場卷土重來。能否憑借全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)布局，日系車在新能源賽道快速轉(zhuǎn)身，我們將拭目以待。