中國(guó)粉體網(wǎng)訊 2000年，固態(tài)電池技術(shù)開始被各大汽車廠商和開發(fā)商關(guān)注，直至2016年，固態(tài)電池技術(shù)的研發(fā)成果才急速增長(zhǎng)，據(jù) Orbit專利分析，2016年~2019年固態(tài)電池專利增長(zhǎng)率為 45%。
圖源：Orbit對(duì)固態(tài)電池專利分析
對(duì)固態(tài)電池技術(shù)的研究，日本是起步較早的國(guó)家之一，按照電解質(zhì)的不同，目前市場(chǎng)上主流的固態(tài)電池可以劃分為三種技術(shù)路徑——聚合物、氧化物、硫化物。其中硫化物是全固態(tài)電池中潛力最大，同時(shí)也是研發(fā)難度最大的，但因其優(yōu)異的性能表現(xiàn)，日本選擇了硫化物為主要技術(shù)研究路徑。
日本經(jīng)濟(jì)新聞社2023財(cái)年設(shè)備投資動(dòng)向調(diào)查顯示，汽車業(yè)計(jì)劃投資金額同比增長(zhǎng)16.6%，領(lǐng)銜各行業(yè)增長(zhǎng)，包括汽車用電池在內(nèi)的相關(guān)領(lǐng)域投資非常活躍。
汽車領(lǐng)域，日本三大汽車品牌日產(chǎn)、本田和豐田相繼推出了固態(tài)電池的研發(fā)計(jì)劃。
2月6日，日本汽車制造商“日產(chǎn)(Nissan)”宣布，正在全力推出一款裝載全固態(tài)電池的電動(dòng)車，歐洲研發(fā)高級(jí)副總裁大衛(wèi)·莫斯表示，日產(chǎn)汽車已經(jīng)成功開發(fā)出全固態(tài)電池，目標(biāo)是到2025年開始試生產(chǎn)，并于2028年量產(chǎn)一款由全固態(tài)電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。并表示固態(tài)電池將在儲(chǔ)電和電力傳輸?shù)男噬嫌休^大的提高，相較于鋰電池，不僅能夠節(jié)省50%的成本，還能將能量密度提高一倍，充電速度也將提高三倍。
4月26日，本田針對(duì)電動(dòng)化等企業(yè)改革舉措舉辦新聞發(fā)布會(huì)，據(jù)介紹，除繼續(xù)推進(jìn)液態(tài)鋰離子電池的發(fā)展進(jìn)化外，本田還將開發(fā)和推出半固態(tài)和全固態(tài)電池等新一代電池，計(jì)劃在2024年啟用全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線。
豐田曾在2021年時(shí)表示，“全固態(tài)電池的導(dǎo)入將從HEV車型開始”。而根據(jù)最新規(guī)劃，豐田全固態(tài)電池將搭載到BEV車型上，并挑戰(zhàn)于2027~2028年投入實(shí)際應(yīng)用。2023年6月，豐田汽車表示，其固態(tài)電池的研究取得突破，電池重量、體積和成本都將減半，充電10分鐘甚至更短，續(xù)航可達(dá)到1200公里，但豐田并沒有給出具體的固態(tài)電池性能參數(shù)，所以信息真假性未知，
其他領(lǐng)域，持續(xù)對(duì)固態(tài)電池技術(shù)進(jìn)行突破，并公布了多項(xiàng)成果。
3月13日，日本工業(yè)設(shè)備大廠“日立造船”在2023年推出了第3款全固態(tài)電池試作品AS-LiB，容量可以達(dá)到5000mAh。該電池性能優(yōu)越，具備廣泛的工作溫度范圍、使用環(huán)境多樣性等特征，因此可以在低溫、高溫環(huán)境下或是真空中進(jìn)行充放電，適用于太空中使用的產(chǎn)品、半導(dǎo)體設(shè)備或是無(wú)法使用現(xiàn)有電池環(huán)境下的設(shè)備，并計(jì)劃將該試制產(chǎn)品于今年上市。
3月19日，據(jù)相關(guān)報(bào)道，日本大型電池企業(yè)“麥克賽爾(maxell)”將成為全球首次面向工業(yè)設(shè)備量產(chǎn)大容量全固態(tài)電池的企業(yè)，并于今年夏季開始生產(chǎn)用于工廠機(jī)器人的產(chǎn)品。據(jù)悉，maxell將投資20億日元，于4月在京都事業(yè)所(京都府大山崎町)內(nèi)建構(gòu)產(chǎn)線，且目前正和多家工廠自動(dòng)化廠商進(jìn)行商談，2030年度的營(yíng)收目標(biāo)為300億日元。
7月份，日本東京工業(yè)大學(xué)特聘教授菅野了次等人組成的研究團(tuán)隊(duì)在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表論文，研究結(jié)果顯示，利用高熵材料設(shè)計(jì)開發(fā)了一種高離子導(dǎo)電性的固體電解質(zhì)，通過(guò)增加已知鋰快離子導(dǎo)體的成分復(fù)雜性，使得鋰離子電導(dǎo)率約為傳統(tǒng)材料的2.3~3.8倍，從而能縮短電池充電時(shí)間，影響電池充電性能的指標(biāo)較當(dāng)前傳統(tǒng)電池相比最多可提高3.8倍，為目前全球最高水平。
8月9日，據(jù)相關(guān)報(bào)道，日本大阪公立大學(xué)開發(fā)出了用于制造全固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)的新材料，在不使用資源分布不均的稀有金屬鍺的前提下，達(dá)到了純電動(dòng)汽車所需的部分性能。新材料是由林晃敏教授等人此次借助鋰、磷和硫的化合物制造了不含鍺的固體電解質(zhì)，并將該電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率提高至之前的1萬(wàn)倍，達(dá)到制造純電動(dòng)汽車要求的水平。
【小結(jié)】
目前行業(yè)尚處于半固態(tài)向全固態(tài)發(fā)展的階段，半固態(tài)電池基本滿足當(dāng)前商業(yè)化應(yīng)用需求，有望率先實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，根據(jù)技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)需求逐步調(diào)整向全固態(tài)迭代。豐田、松下、京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究院等38家汽車、電池、材料企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合，計(jì)劃到 2030 年前后將固態(tài)電池組每千瓦時(shí)的成本降至鋰電池的 30%。
參考來(lái)源：
日經(jīng)中文網(wǎng)、經(jīng)濟(jì)參考報(bào)、科技日?qǐng)?bào)、界面新聞、新華社、Orbit官網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡(jiǎn)）
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