日本百億日元再押注 固態(tài)電池全球角力

新技術的出現(xiàn)總會讓一些人熱血沸騰，也會讓一些人猶豫徘徊，固態(tài)電池就是這樣。與目前市面上的液態(tài)鋰離子電池相比，固態(tài)鋰離子電池使用固態(tài)電解質，不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題，且能量密度相對更高，在支持電動汽車長距離行駛方面更有優(yōu)勢，因此備受市場關注。

近日，日本國立研究機構——新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構（NEDO）在東京召開新聞發(fā)布會，宣布啟動第二階段固態(tài)鋰離子電池研發(fā)項目，并為此斥資100億日元（約合人民幣5.9億元），成員包括23家整車及電池、材料廠商，另外還有15家大學及公共研究機構。如此大手筆，日本政府、企業(yè)以及研究機構希望攜手共進，以便在剛剛露出苗頭的固態(tài)電池全球競爭中占得先機。

♦ 日本的“野心”

此次NEDO啟動的新的五年計劃時間節(jié)點是到2022年，旨在提升車載電池的能量密度及安全性，從而使得電動汽車實現(xiàn)短時間充電、長距離行駛。研發(fā)目標之一是，未來將電池能量密度較當前主流的鋰離子電池提升兩倍，達到600Wh/kg。中長期目標包括：2030年左右將快充時間縮短2/3，即10分鐘；電池生產(chǎn)成本降低2/3，即1萬日元/kWh（約合人民幣590元/kWh）；由日本主導，制定電池安全性、耐久性的試驗評價法，并使之成為國際標準。

據(jù)悉，NEDO此前就已經(jīng)開始從事固態(tài)鋰離子電池的技術研發(fā)了。2013～2017年，NEDO啟動第一階段“先進蓄電池材料評價技術開發(fā)”項目，對先進鋰離子電池、固態(tài)電池、金屬空氣電池等展開研究。其中包括開發(fā)固態(tài)鋰離子電池的電池單元模型及材料評價體系，并對固態(tài)電解質、電極活性物質進行研究及測評，當時約10家材料廠商參與其中。

此次啟動的新項目主要包括兩項內容，一是共用基礎技術的開發(fā)，包括固態(tài)電解質的量產(chǎn)及低成本化合成、電解質層、電極層的片狀形成等，這些都是固態(tài)電池大型化、量產(chǎn)化的技術瓶頸；二是未來生態(tài)體系的設計，通過對固態(tài)電池及電動汽車政策、市場、研發(fā)等因素進行調查分析，從而構建電動汽車大量普及后的低碳化社會體系整體藍圖。NEDO蓄電池技術開發(fā)室長細井敬表示：“此次的項目集結了產(chǎn)業(yè)和學術界的人才，以助日本在全球搶先一步，構筑固態(tài)電池商業(yè)化及量產(chǎn)化架構，2030年左右在市場上推出可在全球取得壓倒性優(yōu)勢的電池。”

♦ 多國爭奪下一代電池主導權

NEDO認為，作為下一代電池代表的固態(tài)電池，是電動汽車普及的關鍵，希望通過此次的研發(fā)項目讓固態(tài)電池盡早實現(xiàn)商業(yè)化，并以全員參與的方式讓日本在全球激烈的電池技術研發(fā)競爭中保持優(yōu)勢地位。“新興市場通過巨額投資，在成本競爭方面有優(yōu)勢。日本在價格競爭方面面臨的局勢很嚴峻。”細井敬說。

NEDO的危機感并不是空穴來風，在固態(tài)電池領域，中韓及歐美也在發(fā)動攻勢。在中國，中科院青島能源所、中科院寧波材料所、寧德時代、中航鋰電等多家研究機構和企業(yè)都在從事固態(tài)電池的研發(fā)工作。“中國企業(yè)及科研機構在政府的扶持下正在快速追趕。松下資源能源研究所所長藤井映志稱，作為電池廠商，在固態(tài)電池領域絕對不能輸給海外企業(yè)，言語中透露其不愿重蹈液晶面板的覆轍。”日本Response網(wǎng)站分析指出。

正在努力向電動化轉型的德國汽車制造商大眾集團也十分看好固態(tài)電池技術。近日，大眾集團宣布向美國加州初創(chuàng)公司Quantum Scape注資1億美元，用于固態(tài)電池的開發(fā)和量產(chǎn)，希望將其旗下高爾夫電動車型的續(xù)駛里程從300公里增至750公里。“我們堅信，Quantum Scape固態(tài)電池技術擁有的更高續(xù)駛里程、更快充電速度以及更高安全性，會成為驅動下一代電動汽車上路的關鍵。”Quantum Scape首席執(zhí)行官捷格羅特·辛格對此說。

另外，德國的寶馬、大陸集團等都對固態(tài)電池表現(xiàn)出極大的興趣。寶馬去年宣布攜手電池技術公司Solid Power共同研發(fā)全新的固態(tài)電池，希望借此將電動汽車性能提升到全新的水平。韓國的現(xiàn)代汽車、三星電子，美國的菲斯克，法國的博洛雷，英國的戴森也都在大力研發(fā)固態(tài)電池。

♦ 固態(tài)電池前景非一片光明

從此次NEDO項目的參與名單來看，有4家汽車廠商（豐田、日產(chǎn)、本田技術研究所、雅馬哈發(fā)動機）、5家電池廠商（含松下、GS湯淺等）、14家材料廠商（含三井化學、旭化成、東麗等）。也就是說，材料廠商才是真正的主力，整車廠商中，除了日本最大的三家車企在做技術開發(fā)與積累外，馬自達、三菱、鈴木等企業(yè)并沒有參與，豐田此前明言不會與馬自達分享固態(tài)電池技術。

NEDO的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2002～2014年間，全球與固態(tài)電池相關的專利申請總數(shù)為6498件，其中日本占54％，遠遠高于中國（16％）和美國（10％）。其中，擁有固態(tài)電池專利數(shù)量最多的企業(yè)是豐田汽車，該公司宣布最早或于2022年實現(xiàn)固態(tài)電池的商業(yè)化應用。

去年10月，豐田宣布投入200余人加速研發(fā)固態(tài)電池技術。在此次的發(fā)布會上，豐田電池材料技術研究部部長射場英紀表示：“開發(fā)取得了很大進展，無論如何都希望推向商用化。”

雖然固態(tài)電池在能量密度、安全性等方面有很多優(yōu)點，但成本高、快充困難、界面阻抗過大等問題也讓不少業(yè)內人士不敢過分樂觀。

日產(chǎn)也參與了固態(tài)電池的研發(fā)，但日產(chǎn)研究與先進工程高級副總裁淺見孝雄曾表態(tài)稱，盡管固態(tài)電池在實驗室中確實能起作用，但如果將其做大并放入汽車中，在續(xù)駛里程、安全和成本方面仍無法得到保障，該技術還需要更多突破。他認為，到2025年前，固態(tài)電池技術還無法完善地應用在電動汽車上，其中的障礙包括成本和生產(chǎn)難度等。