固态电池取得重大突破，丰田夺取未来话语权？

（文/张家栋 编辑/张广凯）

据《金融时报》报道，本周二，丰田宣布已经在电池技术上取得了重大突破，能够将电池的重量、体积和成本减半。此举被看作是丰田抢夺未来动力电池话语权的关键。

丰田公司碳中和研发中心的总裁海田敬二表示，“对于我们的液态和固态电池，我们的目标是彻底改变目前电池太大、太重、太贵的状况，我们的目标是将所有这些因素减半”。

伯明翰大学商业经济学教授戴维・贝利认为，“（固态电池）通常在原型阶段会有一些突破，但要扩大生产规模就困难，如果这是一个真正的突破，那么它可能是一个颠覆性的改变，甚至可以说是电动汽车行业的圣杯”。

颠覆未来的固态电池

自固态电池概念兴起以来，业内对于固态电池的潜力以及发展前景便十分看好。

按照动力电池物理结构划分，液态电解质含量逐步下降，从传统液态电池到最终全固态电池的发展可以分为五大阶段：即液态电池、凝胶态电池、半固态电池、准固态电池、全固态电池。

目前市面上大多数动力电池几乎都属于液态电池，但受原理制约，液态电池有许多明显短板不可避免。比如因不稳定性而带来的安全隐患、在低温条件下导致的性能下降以及电池容量接近瓶颈等问题。

相较之下，固态电池最突出的优点是安全。固态电解质可以抑制锂枝晶、不易燃烧、不易爆破、无电解液走漏、不会在高温下发生副反应等，在大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路，不会在高温下发生副反应，不会因产生气体而发生燃烧。

另一方面，尽管固态电池本身不能提升能量密度，但由于具备更稳定、更安全等性质，无论在材料、结构或是封装层面，都有助于提升电芯能量密度。据悉，目前半固态电池能量密度可达350Wh/kg+，准固态可实现400Wh/kg+，全固态可突破500Wh/kg，该数据可大幅超越当前锂离子电池近300Wh/kg的峰值，从而带来更轻的电池包与更长的整车续航能力。

此外，固态电池循环性能强。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象，大幅提升了锂电池的循环性和使用寿命，理想情况下循环性能表现优异，能够达到45000次左右。

但在行业看来，固态电池的发展仍面临着众多阻碍，车企与电池厂商对于固态电池量产化的最大难题，在于成本管控以及制造困难。

目前，固态电池目前难以轻薄化，用到的部分稀有金属原材料价格较高，而且全固态对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严苛的要求，生产设备替换率大等原因，其成本明显高于现有液态电池。据中邮证券测算，目前固态电池较液态电池成本高出30%以上。即便是半固态电池规模化量产后，其成本比也要比液态锂电池高10%-20%。

以宁德时代为例，其重点布局的硫化物全固态路线，尽管已有高能量密度的固态电池实验样本，但距离实现商业化可能仍需5年以上时间。

因此，国内包括东风、蔚来、赛力斯、深蓝、智己、埃安、高合等车企，均将目光瞄向了更易于落地的半固态电池。

这也导致固态电池作为动力电池行业发展的终极方向，谁能够率先实现可控成本下的量产，谁便掌握了下一代新能源的技术风口。

丰田的抢跑

尽管在混动领域被一众中国汽车企业后来居上，让丰田失去了中国新能源市场的话语权，但面向未来，丰田依然自信满满。

海田敬二指出，丰田已经开发出了提高电池耐久性的方法，并相信现在可以制造出续航里程为1200公里的固态电池，充电时间为10分钟或者更短。

在丰田看来，全固态电池寿命较短是核心课题。固体电解质随着电池的充放电反复膨胀和收缩，可能会引发龟裂，导致锂离子在正负极之间的流动会变得困难。但现在，丰田已经发现了克服这一课题的新技术。在核算成本后，全固态电池将全面进入面向量产研发的阶段。

虽然按照规划，丰田的固态电池产品至少要在2025年后才能面世，至少在2027年后有望量产，但从技术积淀来看，该企业当前所获得的相关技术成果的确非常可观。

据日经中文网报道，从自2000年至2022年3月底公开的固态电池专利申请数来看，丰田以1331件居首位，是第二名的3倍。申请数前五名的企业中，除三星之外其它四家均来自日本。

注定“卷”起的电池产业

尽管目前中国新能源市场蒸蒸日上，但作为下一代电池的重要攻关方向，尤其是在丰田不断打破固态电池技术桎梏之时，中国产业链也更需要对此予以重视。

根据《中国制造2025》的相关要求，到2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度需分别达到400Wh/kg、500Wh/kg，这无疑已经超出了液态电池的“能力范围”。

中科院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高表示，要想实现2030年500Wh/kg的能量密度目标，固体电解质层面的突破是不得不走的必由之路。

他还指出，在固态电池领域，日本超前我们5年，“现在的全固态电池，如果从国家角度来讲，肯定是日本最重视，做得最好、规模最大”。

中国电动汽车百人会副理事长董扬也认为，以固态动力电池为代表的新一代动力电池，是未来的重要竞争领域，“我们需要吃着碗里看着锅里，给予足够的重视”。

借由新能源产业的迅速颠覆，中国汽车产业通过液态电池方面的竞争优势实现了“弯道超车”，在全球动力电池装机量排行前十的企业中，已经有六家来自中国，宁德时代与比亚迪更是高居榜首。

但也正与当年中国企业铆足干劲在混动等领域超越合资品牌一样，如今的欧美日韩企业，也已经意识到与中国车企的差距并期望在下一个风口迎头赶上。

当前，丰田通过固态电池的技术积淀已经快要摸到行业未来的“麦克风”，在此前提下，手握全球最大新能源市场的中国车企和电池厂商，又将如何守住自身的话语权，值得期待。