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羅克韋爾/Allen Bradley
日本豐田和日本出光興產(chǎn)石油公司宣布，將在純電動(dòng)車(chē)用全固態(tài)電池量產(chǎn)方面展開(kāi)合作，共同致力于固態(tài)電解質(zhì)量產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)力提高，爭(zhēng)取2027至2028年使全固態(tài)電池進(jìn)入實(shí)用化階段。
據(jù)兩家公司聯(lián)合發(fā)布的公報(bào)，本次合作研發(fā)的全固態(tài)電池使用的是硫化物固態(tài)電解質(zhì)，這種固態(tài)電解質(zhì)能實(shí)現(xiàn)大容量、大功率等特性。硫化物固態(tài)電解質(zhì)使用的中間材料是硫化鋰，這種材料是用石油精煉過(guò)程中的含硫副產(chǎn)物生產(chǎn)的。
兩家公司的合作將分三步走：
第一階段是硫化物固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)和準(zhǔn)備量產(chǎn)驗(yàn)證；
第二階段由出光興產(chǎn)推進(jìn)硫化物固態(tài)電解質(zhì)的制造和量產(chǎn)，并由豐田汽車(chē)公司推進(jìn)使用這種固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池以及搭載這種全固態(tài)電池的純電動(dòng)車(chē)研發(fā)，爭(zhēng)取在2027至2028年將搭載這種全固態(tài)電池的純電動(dòng)車(chē)推向市場(chǎng)；
第三階段，兩家公司將根據(jù)第二階段業(yè)績(jī)探討未來(lái)的正式量產(chǎn)。
豐田汽車(chē)公司社長(zhǎng)佐藤恒治當(dāng)天下午在發(fā)布會(huì)上表示，全固態(tài)電池能實(shí)現(xiàn)充電時(shí)間短、續(xù)航距離長(zhǎng)、輸出功率大等特性，并且耐高溫和高電壓，安全性好，能滿足對(duì)動(dòng)力性能要求高的跑車(chē)、需要頻繁快速充電的商務(wù)用車(chē)等需求。
不過(guò)，全固態(tài)電池的耐久性問(wèn)題是一大挑戰(zhàn)，反復(fù)充放電會(huì)導(dǎo)致電池正負(fù)極和固態(tài)電解質(zhì)之間出現(xiàn)龜裂，使電池性能下降。出光興產(chǎn)在固態(tài)電解質(zhì)材料研發(fā)方面具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，此次合作有望解決上述難題。
官方資料顯示，日本出光興成立于1940年，以銷(xiāo)售潤(rùn)滑油產(chǎn)品起家，目前已經(jīng)是日本第二大石油公司，也是全球主要OLED材料供應(yīng)廠家之一，此外，該公司一直在開(kāi)發(fā)固體硫化物電解質(zhì)。
日韓固態(tài)電池專(zhuān)利最多
有機(jī)構(gòu)研究表明，盡管當(dāng)前我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)雖處于全球領(lǐng)先地位，但在全固態(tài)領(lǐng)域等迭代技術(shù)上與日本企業(yè)還存在差距。
以全固態(tài)電池專(zhuān)利數(shù)量為例，成都市科學(xué)技術(shù)信息研究所發(fā)布的報(bào)告顯示，日本在全球固態(tài)電池專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量Top20中已經(jīng)獨(dú)占15席，豐田以近2500件位列全球第一，剩余5個(gè)位置由韓國(guó)包攬。
企業(yè)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量在很大程度上反映企業(yè)的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，而且如果海外專(zhuān)利的數(shù)量不足，也會(huì)對(duì)企業(yè)未來(lái)參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生不利影響。
并且，日本已把加快全固態(tài)電池的商業(yè)化提升到戰(zhàn)略層面：此前，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布《蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》，明確到2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的正式商業(yè)化應(yīng)用。
有專(zhuān)家認(rèn)為，如果能占領(lǐng)全固態(tài)電池商業(yè)化的制高點(diǎn)，豐田還有可能在汽車(chē)行業(yè)轉(zhuǎn)型中半道趕上的機(jī)會(huì)。換言之，日本企業(yè)很有可能借此實(shí)現(xiàn)“換道超車(chē)”。
豐田方面，其早在2008年就與固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè)Ilika展開(kāi)合作，進(jìn)軍固態(tài)電池領(lǐng)域。
2020年，豐田與松下成立了一家合資企業(yè)，共同開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)棱柱形鋰離子電池以及固態(tài)電池。
今年7月，豐田公司在新聞發(fā)布會(huì)上表示，已經(jīng)在固態(tài)電池技術(shù)上取得了重大突破，能夠?qū)㈦姵氐闹亓俊Ⅲw積和成本減半。
如果說(shuō)豐田將在2027年實(shí)現(xiàn)配套全固態(tài)電池的純電動(dòng)車(chē)推向市場(chǎng)，那么它就較2023年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的目標(biāo)，提前3年。
中國(guó)半固態(tài)電池先行
目前，國(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)以氧化物作為電解質(zhì)，來(lái)推動(dòng)固態(tài)電池的研發(fā)。
據(jù)完全統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2022年以后國(guó)內(nèi)部分車(chē)企開(kāi)始搭載半固態(tài)電池，如蔚來(lái)發(fā)布的ES6、東風(fēng)發(fā)布的E70、嵐圖發(fā)布的追風(fēng)等車(chē)型，大部分都搭載了以氧化物為電解質(zhì)的半固態(tài)電池。
但加入了液體的固態(tài)電池，由于減少使用固態(tài)電解質(zhì)，導(dǎo)致其能量密度提升不如全固態(tài)。例如，ES6搭載的半固態(tài)電池能量密度為360wh/kg。
因此，國(guó)內(nèi)半固態(tài)電池雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，但由于能量密度提升不明顯、電導(dǎo)率不如液態(tài)鋰，以及氧化物電解質(zhì)材料價(jià)格也要高于液態(tài)鋰，僅僅可能只是把半固態(tài)電池作為了過(guò)渡產(chǎn)品。
不過(guò)，在全固態(tài)電解質(zhì)方面，最近有兩個(gè)代表性的項(xiàng)目落地了：
首先是9月7日，中科固能硫化物全固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)基地項(xiàng)目簽約儀式在常州市舉行。中科固能硫化物全固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)基地項(xiàng)目，將建成世界范圍內(nèi)首條百?lài)嵓?jí)規(guī)?；苽淞蚧锕虘B(tài)電解質(zhì)的生產(chǎn)線，為未來(lái)萬(wàn)噸級(jí)別硫化物固態(tài)電解質(zhì)的制備提供充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)在設(shè)備設(shè)計(jì)、工藝路線等方面取得世界領(lǐng)先地位的核心關(guān)鍵知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
其次是9月14日，瑞逍科技硫化物全固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)基地項(xiàng)目簽約落戶衢州市龍游經(jīng)開(kāi)區(qū)。根據(jù)該項(xiàng)目規(guī)劃，預(yù)計(jì)2025年建成并達(dá)到百?lài)嵓?jí)全固態(tài)電解質(zhì)生產(chǎn)能力，2028年實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)6000噸全固態(tài)電解質(zhì)的目標(biāo)，屆時(shí)將極大推動(dòng)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，在全球范圍內(nèi)起到示范作用，配合產(chǎn)業(yè)鏈上下游，開(kāi)啟全固態(tài)電池的萬(wàn)億規(guī)模市場(chǎng)。
此外，還值得一提的是，近期中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)馬騁教授研發(fā)出一種新型固態(tài)電解質(zhì)——氧氯化鋯鋰，綜合性能和目前最先進(jìn)的硫化物、氧化物固態(tài)電解質(zhì)相近，但成本不到后者的4%，這是國(guó)內(nèi)在固態(tài)電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展。
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