中國粉體網(wǎng)訊 2月5日,韓國媒體《先驅經濟》發(fā)表文章稱,2015年,日本還是充電電池領域的強國,占全球車用鋰離子電池市場的40%。但在中國和韓國的增長勢頭下,占有率逐漸下降。日本選擇了被稱為新一代“夢想電池”的全固態(tài)電池作為逆襲籌碼。
韓國貿易投資振興公社(KOTRA)大阪貿易館表示,在車用鋰離子電池領域,日本的比重從2015年的40.2%減少到2020年的21.1%。另一方面,中國從28.1%增加到37.4%,韓國從28.4%增加到36.1%。
上世紀90年代,以索尼為首的日本是世界上最早實現(xiàn)鋰電池商用化的國家。但在日本安于本國市場的時候,中國和韓國成功追趕,日本在世界電池市場上的占有率迅速下降。
隨著全球汽車市場的模式從內燃機轉變?yōu)殡妱悠,日本最近感覺到可能會退出全球電池市場的危機感,正在加緊制定對策。
特別是在全球電池市場上被評價為游戲改變者的全固態(tài)電池,將在2030年之前實現(xiàn)商用化。業(yè)內人士表示:“如果日本成功實現(xiàn)全固態(tài)電池商用化,將完全顛覆目前中國和韓國占據(jù)優(yōu)勢的市場秩序。日本在原始技術上占據(jù)相當大的優(yōu)勢,因此很有可能實現(xiàn)!
實際上,在可以看作是全固體電池領域競爭力指標的專利方面,日本的影響力是壓倒性的。2001年至2018年的累計專利數(shù)量比例,日本為37%,中國為28%。
全固態(tài)電池是將在正極和負極之間傳遞離子,使電流通過的物質“電解質”轉變?yōu)楣腆w,而不是像現(xiàn)有電池一樣是液體,F(xiàn)有企業(yè)主要采用離子導電性較高的液體形態(tài)的電解質。如果使用液態(tài)電解質,為了提高電池內部的穩(wěn)定性,需要隔膜阻止正極和負極的直接接觸。
相反,固體電解質本身可以起到隔膜的作用,可以制造出沒有隔膜的電池。隨著電解液和隔膜的消失,可以加入提高能量密度的材料,有利于實現(xiàn)高密度電池。也沒有因溫度變化引起的震動和漏液風險。
然而,實現(xiàn)全固態(tài)電池存在許多挑戰(zhàn)。因為很難實現(xiàn)離子傳導度高的固體。在固體電解質中,離子不流動,而是在固體晶格之間移動。挑戰(zhàn)在于最大化電解質與正極板的接觸、最小化接觸面上的電阻。昂貴的制造成本也是需要克服的障礙。
日本豐田是目前在該領域掌握技術最多的企業(yè)。在2020年至去年3月公開的全固態(tài)電池專利中,豐田以1331件的擁有數(shù)位居第一。排在第二位的是松下,有445件。排名前十的企業(yè)中有6家是日本企業(yè)。日本為實現(xiàn)全固態(tài)電池首次商用化,正在研究材料、制造方式、生產技術等方面的創(chuàng)新。
大規(guī)模投資也得到了支持。豐田計劃在2030年前實現(xiàn)固態(tài)電池商用化,在電池開發(fā)和生產方面投入2萬億日元(約1044億元人民幣)。豐田正在開發(fā)的全固態(tài)電池比現(xiàn)有電池更耐高電壓和高溫,具有延長續(xù)航里程和縮短充電時間的優(yōu)點。2021年,豐田還發(fā)布了搭載全固態(tài)電池的原型電動車。
日產將在2026年前共投入1400億日元(約73億元人民幣),以開發(fā)將充電時間比傳統(tǒng)電池減少三分之一、能量密度提高一倍的全固態(tài)電池。
為了降低全固態(tài)電池的生產單價,本田在2024年之前投入430億日元(約22.4億元人民幣),在栃木縣工廠建立全固態(tài)電池示范生產線。
韓國也在最近5年里將全固態(tài)電池專利數(shù)量增加了2至3倍,正在快速追趕。韓國三家電池公司(LG能源解決方案、SKOn、三星SDI)都開始開發(fā)全固態(tài)電池,而整車公司現(xiàn)代汽車集團也制定了推出搭載全固態(tài)電池的車輛的計劃。
現(xiàn)代汽車制定的開發(fā)路線圖是,2025年前示范量產搭載固態(tài)電池的電動汽車,2027年準備量產,2030年左右正式量產。中國也在為全固態(tài)電池商用化提供高強度支持。
另外,市場調查企業(yè)SNEResearch預測,全固態(tài)電池的需求將從2025年開始全面啟動,到2030年將增加到160.1GWh。這是2022年2.1GWh的80倍。
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正)
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