丰田混动欲尝试固态电池,2025年前实现

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撰文 / 马晓蕾

编辑 / 张霖郁

设计 / 赵昊然

来源 / thedetroitbureau ,作者:Paul A. Eisenstein

固态电池技术可以提升电池的续航能力,缩短充电时间,降低车辆成本,还有望消除目前锂离子电池的起火风险,被许多人视为一种潜在的突破性技术。

丰田似乎要做第一个在大规模量产下使用下一代固态电池的汽车制造商。

该公司高级研究员和研究中心首席执行官吉尔·普拉特(Gill Pratt)在接受外媒采访时透露,丰田计划率先在混合动力车上使用固态电池,在2025年之前将固态电池商业化。

吉尔·普拉特接受外媒的线上采访 ▼

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图片行业的突破口

多家汽车制造商都在努力将固态电池推向市场,它们有的选择内部研发,有的选择外部合作。但也有不少人警告称,该技术在2025年之前很难实现大规模商业化。

丰田之前,日产是唯一为固态电池商业化设定了具体时间表的汽车制造商。

在2021年11月的一次新闻发布会上,这家日本第二大汽车制造商表示,它将投资12.3亿美元开发固态电池,2024年在日本横滨启动一个试点工厂,2028年之前将其投入大规模生产。

日产预计,到2028年,固态电池将使电动车电池包的成本降至每千瓦时75美元,最终目标是降至65美元以下。

丰田公司的电气化车辆与丰田公司的合作 ▼

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在采访中,有人猜测丰田固态电池会率先出现在纯电动车系列中,例如该公司正在开发的新bZ(Beyond Zero)车型之一。

而普拉特的回应出乎意料,他说:“第一个应用固态电池的将是一款混合动力车。” 丰田给出的解释是,该公司的电动计划主要是关注电池,而不是纯电动车。但目前还不清楚他指的是传统混合动力还是插电式混合动力。

到目前为止,固态电池还仅限于实验室应用。据称,一些制造商已经开始测试大型电芯。根据日本的消息来源,丰田一直在一辆Tundra皮卡的原型车上测试该技术。

丰田对纯电动车所持的态度一向比较谨慎,首席执行官丰田章男预测,到2030年,混合动力车仍将占该汽车制造商全球总销量的约三分之二。

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有人猜测,普锐斯混合动力车率先尝试固态电池的可能性最大。这样可以帮助提升普锐斯的销量,而且传统混合动力车对固态电池来说是一个更大的考验。

在过去的几年里,这款曾经大受欢迎的混合动力车已经风光不再,丰田内部人士透露,该汽车制造商正在想办法复兴这款车。

图片一个更大的考验

由于混合动力的特殊运行方式,在混合动力车中使用固态技术对电池的挑战更大。Guidehouse Insights的首席汽车分析师萨姆·阿布萨米德(Sam Abuelsamid)说,像普锐斯这样的车辆会不断地给电池充放电。

普拉特还说,这将对该技术进行更严格的测试,并指出:“我们希望一开始就把固态电池放在使用寿命较长的车辆中,同时能充分锻炼它们。以便随着成本的不断降低,可以在未来将固态电池推广到纯电动车中。”

实际上,固态电池使用的基本化学成分与锂离子技术大致相同。但固态电池依靠的不是传统电池中的化学浆液,而是可以由泡沫或固体(如陶瓷)制成的基质。

丰田公司副总裁吉尔·普拉特说,在混合动力车上对固态电池进行首次尝试是很有意义的 ▼图片

图片诸多优势

固态电池技术几乎消除了电池起火的风险。这个问题已经给汽车制造商及其电池供应商带来了不少麻烦。2021年8月,由于一系列的电池起火事件,雪佛兰不得不召回约14.2万辆Bolt电动车。特斯拉和其他制造商也经历了类似的起火问题。

除此之外,固态电池还有很多其他的潜在优势。人们普遍预计,固态电池将比今天的锂离子电池小得多,也更轻。据预测,它们产生的能量密度更高。还有一个重要优势是充电时间更短,几乎与燃油车加油的时间差不多。

另一个关键优势是固态电池的成本。目前的电池平均每千瓦时100至150美元,而许多制造商的目标是将固态电池的成本降低到65美元以下。对于一辆拥有100千瓦时电池包的汽车来说,可能会节省8000美元以上。反过来,这将使纯电动车的成本与汽油车相媲美。

图片固态电池制造商们

固态电池一直是很多供应商孜孜不断想攻取的领域,也仍然是投资机构热衷的项目。以下是汽车商业评论收集的全球固态电池制造公司清单,其中也包括国内的宁德时代。

Solid Power:位于路易斯维尔的电动车全固态电池开发商,该公司的全固态电池技术有望为当今传统的液态锂离子电池技术和下一代混合电池提供关键改进,包括: 高含量的硅阳极、硫化物固体电解质和NMC阴极。 

Quantumscape:一家研究电动车用固态锂金属电池的美国公司,公司总部位于加州圣何塞,员工约400人,投资者包括比尔·盖茨(Bill Gates)和大众汽车。

三星SDI:该公司在5月25日宣布,它将在2025年前开发大型全固态电芯和全固态电池原型,并在2027年启动大规模生产。它还表示,在与全固态电池技术相关的国际专利数量方面,它仅次于丰田。

LG化学:韩国LG能源解决方案和加州大学圣地亚哥分校联合开发了下一代固态电池,比现有的电池更安全、更耐用。该公司说,这种新的电池技术可在室温下进行500次充放电循环,容量保持率为80%,这对固态电池界来说是“令人振奋的进步”。

Ilika:固态电池技术的先驱,为工业物联网、医疗技术、电动车和消费电子等应用提供解决方案。

Brightvolt:该公司正在开发一种具有颠覆性的新型固态聚合物电解质,用于消费电子和电动车可充电锂离子电池。基于该公司专利聚合物基质电解质技术的电池,可以提供卓越的更高密度、更低的成本、更环保、更广的工作温度范围和行业领先的安全性。 

松下:开发出实时观察技术,揭示全固态电池充放电过程中的锂离子动态变化。

宁德时代:该公司固态电池技术的目标是能量密度达到350Wh/kg以上,但仍有一些关键的技术和工艺问题需要解决,在解决了这些问题后,能量密度可以高达400Wh/kg。

Ioniq Materials:该公司将开发一种锂金属(而不是锂离子)可充电电芯,它采用了一种新型的固体聚合物电解质,实现了世界上第一个真正安全的锂金属可充电电芯。

StoreDo:该公司将在美国加州建立一个新的固态电池研发中心,它将与该公司位于以色列的研发总部合作,在那里设计、建造和测试电池技术。

*本文由盖世汽车大V说专栏作者撰写,他们为本文的真实性和中立性负责,观点仅代表个人,不代表盖世汽车。本文版权归原创作者和盖世汽车所有,禁止转载,违规转载法律必究。