当心固态电池被“偷袭”

俺是元小锂 2024-11-25 13:30:32

近日,备受瞩目的日本本田公司以令人瞩目的姿态首次公开了其自研全固态电池面向量产化的示范生产线。这一举措无疑在全球电池领域掀起了一阵波澜。

就在中国固态电池取得快速进展,资本炒作得如火如荼的同时,我们千万别忘了身旁的这个邻居——日本。要知道,在中国固态电池领域呈现出一片繁荣景象,各方资本纷纷涌入,市场热度持续攀升之际,日本在这一领域的表现同样不容忽视。

在固态电池领域,日本不仅比中国起步得更早,而且动力更足。早在上个世纪,日本就已经开始了相关的基础研究和技术探索。众多日本科研机构和企业投入了大量的人力、物力和财力,为固态电池技术的发展奠定了坚实的基础。例如,日本的某知名大学的科研团队,经过多年的潜心研究,在固态电解质材料方面取得了突破性的成果,这为日本固态电池技术的领先地位提供了有力的支撑。

在传统液态电池痛失“主导”之后,日本正企图在固态电池产品上“重回荣光”。曾经,日本在传统液态电池领域占据着主导地位,然而随着全球市场格局的变化和技术的快速迭代,日本逐渐失去了这一优势。但他们并未气馁,而是将目光坚定地投向了固态电池领域,希望凭借在这一新兴领域的突破,重新找回曾经的辉煌。

并且他们正在跳过半固态电池阶段,全力攻坚全固态电池技术。这种大胆的决策并非盲目之举,而是基于日本在材料科学、化学工程等领域深厚的技术积累和创新能力。日本的一些顶尖企业已经组建了专业的研发团队,集中攻克全固态电池技术中的关键难题,如提高电池的能量密度、延长使用寿命、增强安全性等。他们坚信,通过这种跨越式的发展策略,能够在全球固态电池市场中抢占先机,实现日本电池产业的复兴。

生产线进度

在 11 月 21 日,日本本田公司首次公开了自研全固态电池面向量产化的示范生产线。这一消息犹如一颗重磅炸弹,在全球电池领域引发了轩然大波。

这是继 4 月份日产汽车展示全固态电池试验线后,日本固态电池领域所取得的又一重大突破性进展。这一进展不仅彰显了日本在固态电池技术研发方面的不懈努力和坚定决心,更凸显了其在全球新能源领域中力求占据领先地位的雄心壮志。

日本对于自身技术能力的信心,以及对于未来市场的激烈争夺,似乎已经毫无保留地展露无遗。这种信心并非空穴来风,而是建立在其长期以来在科技领域的深厚积累和持续创新之上。

据详实可靠的相关信息显示,这条意义非凡的生产线坐落于日本栃木县的本田技术研究所内。其建筑面积达到了令人瞩目的 2.7 万平方米,规模之宏大足以展现出本田公司对此项目的高度重视和巨大投入。目前,这条生产线主要将用于全固态电池量产工艺的技术验证,这是确保产品质量和性能稳定的关键环节。同时,还将确定电芯的基本规格,为后续的大规模生产奠定坚实基础。

按照本田公司精心制定的计划,该生产线预计将于 2025 年 1 月份正式启用。届时,其全固态电池将在 2025 年后或稍晚一些的时间,完成在电动车上的搭载应用。这一计划的每一个步骤都经过了深思熟虑和精密计算,体现了本田公司对时间节点和技术成熟度的精准把握。

具体来看,该条生产线生动再现了量产所需的一系列复杂而精细的生产工序。从电极材料的精确称量与细致混浆,到涂布环节的均匀细致、辊压过程的精准控制,再到电池的精心组装、化成环节的严格把控以及模块的精密组装,每一个步骤都至关重要。各道工序的验证设备一应俱全,充分保障了生产流程的完整性和可靠性。相关厂房已于 2024 年春季顺利竣工,这为后续的设备安装和调试工作赢得了宝贵的时间。目前,验证所需的主要设备已基本搬入完成,一切都在有条不紊地推进。

该条生产线在传统液体锂离子电池制造工艺的基础上,通过采用有助于固体电解质层的致密化(全固态电池的特有工艺)和连续加工的辊压方式,不仅提升了固体电解质与电极界面的粘合性,而且提高了生产效率。

此外,还将通过整合和加速一系列组装流程(包括正极和负极的一体化),力争大幅缩短单个电芯的生产时间。

可以说,相比于中国这边的喧嚣,日本已经不声不响地初步具备固态电池的量产能力。本田技术研究所表示,全固态电池示范生产线的准备就绪,对于本田公司而言是一个重要的里程碑。

日本向固态电池发起冲击

实际上来讲,早在2000年初,日本就已经开始布局固态电池技术。其中,丰田、本田、日产、日立四家日本公司选择了硫化物电解质的技术路线,富士电气、小原股份选择了氧化物电解质路线,松下和三洋则分别押宝了卤化物和聚合物路线。

但是由于当时市场需求尚没有今天这么迫切,再加上整个日本汽车工业对于锂电发展的误判。这导致日本固态电池的研发投资和技术进展相对保守和缓慢。

然而近年来,随着中国锂电池企业的崛起,以及电动汽车的崛起,日本锂电无论在成本控制还是在产能规模上,都已经显出颓势。为此,日本企业显然是着急了!在传统锂电池上的竞争已经无望,因此就只能在高性能电池,以及更高性能的固态电池技术上加速狂奔。

于是我们看到,自2012年以来,日本企业对全固态电池的宣传与研发力度不断加大,仅丰田在硫化物全固态电池技术上的专利数量就已超过1000件,位居全球第一。目前历经多年积累,日本的固态电池研发也已经开始进入收获期。

更关键的是,就在中国大多数企业热衷于实现半固态电池的量产之时,日本固态电池已经直接跳过了半固态的过渡形态,开始直接向全固态电池发起冲击。

2023年2月,日产汽车公司(Nissan)宣布其全固态电池研发取得重大突破,计划于2025年开始试生产。2023年4月,本田在电动化改革发布会上宣布,计划于2024年启动全固态电池示范生产线。2023年7月,丰田宣称将于2027年向市场投放配备“全固态电池”的纯电汽车,充电10分钟,行驶1200公里,续航距离延长至现有EV的2.4倍。2024年4月,日产汽车展示了全固态电池试验线。

而此次本田公司公开全固态电池面向量产化的示范生产线的展示,则意味着日本固态电池将从试验产品向量产化加速转变。

对于日本来说,全固态电池作为一项创新技术,将会成为纯电动时代游戏规则的改变者。也是其夺回电池产业的宝座的最后机会。

对此,我们的公众和新能源汽车、固态电池的投资者必须保持足够的清醒,不只是我们的科技在进行赶超、突飞猛进。全世界其实都没有停下脚步,尤其是我们这个小日子过得不错的邻居,人家其实从未认输。

其他国家企业固态电池研发进展

宝马集团

与美国初创公司Solid Power合作,共同研发基于硫化物的全固态电池。宝马集团计划在2025年之前推出第一辆基于Solid Power电池技术的原型车,并在2030年之前实现全固态电池的量产。

大众集团

其投资的QuantumScape公司专注于氧化物固态电解质的研发,2024年3 月其宣布Alpha-2 固态电池原型样品,据称可以实现1000 多次充放循环,仍然保持了超过 95%的原始容量。

韩国LG新能源公司

2023年该公司宣布正在开发的新一代电池中包括具有更优安全性能的聚合物和硫化物的全固态电池,并计划于2026年实现量产,有望应用于电动汽车和飞机领域。

现代汽车集团

其2017年曾宣布研发固态电池技术,计划在2025年左右实现配备固态电池的电动车试生产,并在2030年前后实现全面批量生产。

SK On公司

目前已成功研发出高锂离子电导率的氧化物固态电解质,目标是在2025年和2026年分别生产试验原型,并在2028年和2029年实现商业化。

三星SDI公司

其结合NCA高镍技术、高性能硫化物固态电解质等技术,在新型聚合物电解质和硫化物电解质两条技术路线上发力。公司计划在2027年实现全固态电池的量产。

美国Quantum Scape公司

主要采用的是氧化物固态电解质,尤其是LLZO(锂镧锆氧)石榴石型氧化物作为其固态电解质的主要成分,以一种陶瓷(氧化物)与正极有机凝胶电解质的结合作为隔膜材料。这种设计使得电池的能量密度可达380-500Wh/kg。

Ionic Materials公司

主要采用固体聚合物材料,这种材料使得固态电池具有一系列显著的优点,包括固有的安全性、经济性、高能量密度以及在室温下的使用能力。

Solid Power公司

基于硫化物电解质,公司已经开发出了第一代全固态电池,其能量密度达到了320Wh/kg,2022年,Solid Power完成了20安时(Ah)的全固态电池的生产,并计划试生产100安时的大容量固态电池产品。

法国博洛雷集团

作为聚合物固态电池领域的先驱,其在2011年就推出了搭载该技术的产品。其金属锂聚合物固态电池能量密度为100瓦时/千克,工作温度在60至80摄氏度之间。2023年法媒报道,其子公司与富士康集团合作将生产两轮车固态电池。

英国Ilika公司

其通过将电解质做得非常薄来弥补氧化物电导率较低的缺点,并采用丝网印刷技术来生产全固态电池。Ilika公司的全固态电池正极材料采用与三元相同的材料,能量密度可达到300Wh/kg至350Wh/kg,希望最终在2025年达到550Wh/kg的能量密度。

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