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丰田要弯道超车?固态电池成新能源汽车破局关键
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日期:2023年7月6日 下午7:31作者:李莹 編輯:Terry
丰田要弯道超车?固态电池成新能源汽车破局关键

在全球新能源汽车转型当中,世界第二大汽车制造商丰田电动化并未表现出优势。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍丰田首席科学家、丰田研究院首席执行官Gill Pratt还呼吁,给混合动力车更长的时间,并表示,过快过渡到电动车可能会导致一些车主继续使用老旧汽油车。

然而近日丰田公司却宣布在固态电池方面取得重大进展。‍‍‍‍‍‍‍固态电池一直被广泛认为是电动汽车的一个潜在颠覆者,丰田公司在哪些方面取得突破?国内固态电池发展格局如何?

丰田固态电池实现突破

日前,丰田公司宣布在电池技术方面取得了重大突破。

丰田公司碳中和研发中心的总裁海田敬二表示,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。

据悉,丰田公司简化了制造固态电池所用材料的生产过程,能够大幅缩短汽车充电时间和增加续航里程。可将固态电池的重量、体积、成本均减半,使电池的能量密度和补能效率均获巨大提升。

搭载该电池的汽车再加上空气动力学的优化和轻量化,可轻松达到1200公里(745.6英里)的续航。

丰田方面表示,这一发现是一个重大的飞跃,搭载固态电池的电动汽车将成为可持续驾驶的下一个重大游戏规则改变者

据悉,这家世界第二大汽车制造商已经在推进一项计划,并研究车载固态电池的大规模量产方法,希望尽快在2027-2028年将搭载该技术的汽车推向市场。

此外,丰田表示还在研究另一种更先进的固态电池,续航可达1500公里(932英里)。

海田敬二表示:“无论是液态电池还是固态电池,我们的目标是彻底改变目前电池过大、过重、过贵的局面,在这方面的潜力上,我们将争取将这些因素减半。”

伯明翰大学商业经济学教授戴维・贝利认为,如果丰田公司的说法属实,那么这可能是未来电动汽车的一个里程碑时刻。“通常在原型阶段会有一些突破,但要扩大生产规模就很困难了。”他补充说,“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。”

在全球汽车向电动化转型之际,与其他竞争对手相比,丰田公司并不占优势。市场猜测,这或与其对电池路线的态度有关。而如今公司在固体电池领域研究拔得头筹,为其抢占新能源下个航道提供先机。

固态电池主导新能源下一个十年?

一直以来,固态电池普遍被认为会改变电动汽车的游戏规则。

从现有新能源汽车电池技术路线看,以比亚迪磷酸铁锂电池、特斯拉搭载的三元锂电池为主要代表。

其中比亚迪“刀片电池”针刺效果佳、安全系数极高,成为行业成熟度较高的汽车电池,丰田首款量产电动轿车bZ3就是采用了该刀片电池。

不过目前广泛应用于电子产品及汽车上的锂离子电池是由正极、负极、隔膜和电解液组成,而固态电池则使用固体电解质而不是液体电解质。

换言之,固态电池与液态锂电池最大的不同在于,固态电池中固态电解质替代了原本的液态电解质和隔膜。

从技术原理看,锂离子电池使用液态电解质来传递离子并产生电流。充放电过程中,锂离子在正、负极之间往返嵌入/脱嵌和插入/脱插,中间的隔膜用于隔离正负极从而避免出现短路。而固态电池则使用固体电极和固体电解质,从而避免了正负极接触导致短路等安全隐患发生。

也就是说,从安全性上,固态电池要比传统锂电池具备优势。不仅如此,与传统液态锂电池相比,固态电池热稳定性好,电池能量密度可达400Wh/kg以上,续航里程超1000km,对提升新能源车的续航里程,打消消费者“里程焦虑”起到积极作用。

基于安全和能量密度上的优势,固态锂电池已成为未来锂电池发展的新方向,也成为全球产业资本重点布局领域,机构预计2030年全球固态电池市场空间将超3000亿元。

过渡期,半固态电池机遇明显

固态电池虽然优势很多,但通常制造起来比较困难、成本更高。其中,全固态电池工艺并不成熟,仍处于研发阶段存在离子电导率低、循环寿命差、倍率性能差、成本高昂等问题,制约了商业化进程。

相较之下,半固态电池作为液态电池和全固态电池的过渡方案,兼具安全性、能量密度和经济性,因此率先进入产业化阶段,已率先切入无人机等高端消费领域。

但鉴于固态电池优越的性能和发展潜力,国内外行业巨头均在致力于推动相关技术研究和产业落地。

和丰田一样,宝马、奔驰、大众等海外巨头计划于2025年前后推出搭载固态电池的电动汽车。

国内方面,东风、蔚来、赛力斯已宣布将于今年实现半固态电池装车,长安深蓝、智己、埃安、高合等车企普遍规划2025年前装车半固态电池。

在全球产业巨头积极布局下,固态电池迎来加速发展,产业化布局加速推进。中邮证券认为,2023有望成为“装车元年”。

国内固态电池竞争者众多,涌现出比亚迪(01211.HK)、赣锋锂业(01772.HK)、宁德时代(300750.SZ)等为代表的传统龙头电池厂商,也有包括清陶能源、卫蓝新能源等为代表的新兴电池厂商。

其中,清陶能源、卫蓝新能源、赣锋锂电、孚能科技及国轩高科等,均已实现半固态电池产业化。

从产业进展看,一批固态电池已经率先得到应用。如北京福田和清陶能源联合开发的首套量产商用车固态电池系统已正式下线;搭载150度半固态电池的蔚来ET7已推出;搭载赣锋锂电三元固液混合锂电池的赛力斯纯电动SUV车型SERES-5也计划在今年上市。

对于行业投资建议,东吴证券认为,固态电池产业链方面,第一条主线看好半固态电池技术领先厂商,推荐宁德时代、比亚迪、亿纬锂能(300014.SZ),关注赣锋锂业、孚能科技国轩高科等;第二条主线关注超高镍正极厂商,推荐容百科技(688005.SH)、当升科技(300073.SZ),关注厦钨新能;第三条主线关注进度领先的硅基负极厂商,推荐贝特瑞(835185.BJ),关注翔丰华;第四条主线跟踪固态电解质厂商,关注前驱体的东方锆业(002167.SZ)、三祥新材(603663.SH)等,电解质的奥克股份(300082.SZ)、上海洗霸、金龙羽(002882.SZ)、瑞泰新材。

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