4年后量产固态电池，丰田究竟是在画大饼，还是动真格了？

编辑 | 虞尔湖

出品 | 潮起网「于见专栏」

动力电池是纯电动汽车的核心部件，与现有主流的液态电池相比，当前正在大力研发中的固态电池具有十分明显的技术优势，现在全球有很多公司和研究机构都在紧锣密鼓地投入到相关技术的创新攻关之中，前不久丰田宣布在电池技术上取得了重大突破，公司计划将在2025年前小规模量产固态电池，在2030年前实现稳定量产，这个消息立即引起了业内的热议。

丰田要抢占未来动力电池技术的制高点

丰田计划在数年内推出搭载先进固态电池的电动汽车，即由BEV Factory负责研发的次世代BEV产品系列，丰田宣称该产品的续航里程可达1000公里，在次世代BEV上计划配备2种锂离子电池，分别为普及版与性能版。

前者采用了HEV镍氢电池上的双极结构，使续航里程在目前的基础上增加了20%，充电时间不超过30分钟，由于大幅减少了零件数量，制造成本可降低40%左右，后者由于大幅提高了电池的能量密度，续航里程将增加到1000公里，充电时间不超过20分钟，生产成本也将降低20%左右。

除此以外，丰田正在研发一款高性能版电池，使用高镍正极材料＋双极结构，与性能版电池相比，其充电时间也在20分钟以内，续航里程还可再提升10%左右，制造成本也有望再降低10%左右。

丰田公司碳中和研发中心总裁海田敬二表示，丰田已经开发出了提高电池耐久度的方法，相信现在可以制造出续航里程达1200公里的固态电池，其充电时间可控制在10分钟以内。

丰田预计在2027年至2028年前后逐步实现固态电池的规模化生产，同时针对当前液态和固态电池普遍过大、过重、太贵等缺点，公司还要想方设法，将汽车电池的尺寸、重量及成本减半，例如通过持续简化电池材料的生产流程，来降低下一代电池产品的制造成本，如果以上目标能够顺利实现的话，那么届时必将开启电动汽车及电池行业发展的一个里程碑时代。

垂涎这一赛道的不只有丰田，日产计划于2028年推出首款搭载固态电池的量产车型，本田规划在2024年启用固态电池实验生产线，投资规模将达到430亿日元（约合人民币21亿元）。

三星也在加紧开展固态电池的研发工作，今年三星SDI已经完成了全固态电池的中试线建设，准备在下半年生产样机，公司正在为下一代电池产品的开发和量产做准备，宝马计划在2025年前推出搭载全固态电池的原型车，并于2030年实现量产。

有一点需要注意的是，在纯电汽车的道路上，丰田一直是态度摇摆不定，此次官宣丰田也未公布更多的研发细节，如能量密度、充放电速率、可充电循环次数等，因此有不少人质疑这是丰田的宣传手段而已，丰田能否按计划完成研发工作，目前还难下定论，不过有一点可以确定的是，在固态电池的研究方面，丰田的确是表现出了与众不同的坚持与韧性。

一旦实现商业化应用，必将带来颠覆性的产业变革

自固态电池技术诞生以来，业内便普遍看好其未来的应用潜力及发展前景，固态电池和液态电池均为锂电池，两者的差别主要在于，固态电池采用固态电解质取代了传统锂离子电池的电解液和隔膜，相比液态电池，固态电池有那些优势呢？

一是能量密度更高，由于固态电池采用固体电解质，取代了液态锂电池的电解液和隔膜，因此安全系数更高，通过选择更高容量的正负极材料，进而大幅提升电池的能量密度。当前液态电池的能量密度峰值接近300Wh/kg，而半固态电池则超过350Wh/kg，全固态电池更是可达500Wh/kg以上，由此可带来更强劲的整车续航力。

二是安全性更高，固态电解质材料热稳定性更好，不易燃烧或短路，也没有电解液泄露风险，不会因撞击而起火或爆炸，使用起来相对更安全。

三是使用寿命更长，由于没有液态物质腐蚀电池，固态电池可以承受更多次的充放电循环，理想情况下其充放电循环次数能够达到45000次左右，而且充电速率更快。

目前液态锂离子电池技术已经到达极限，而固态电池则是方兴未艾，在4月16日的第二届世界动力电池大会云上宜宾高端论坛上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示，虽然全固态电池技术仍面临着很多挑战，但它仍然是我们值得去追求的目标。

他还认为到2030年，将是该技术实现开花结果的时候，欧阳明高教授同时也告诫国内的新能源车企及电池企业，要高度重视这一技术路线，与此同时，在ChatGPT技术的帮助下，人们对新材料的探索效率有了极大提升，研发周期也能够大幅缩短，相信通过全球技术人员的共同努力，全固态电池的研发工作必定能够取得成功。

尽管前景可期，但目前固态电池的发展仍面临着许多困难与阻碍，例如工艺复杂、量产困难、单价昂贵等，中邮证券的测算结果显示，目前固态电池的制造成本较液态电池要高出30%以上，即便是技术上已经较为成熟的半固态电池，在实现规模化量产以后，其制造成本也要比液态锂电池高出10%-20%。

由于研发全固态电池的难度系数很大，所以蔚来、东风、埃安、高合、赛力斯等本土企业，均将精力投向了技术上相对更容易实现的半固态电池领域，将其作为实现固态电池商业化的切入点与突破口，这一点同国外企业围绕固态电池制定量产时间表的做法还是有较大区别的。

前不久卫蓝新能源向蔚来汽车交付了首批半固态电池电芯，其能量密度为360 Wh/kg，单次充电可实现1000公里的续航里程。

清陶能源与上汽集团合作研发的半固态电池，也将于年内应用于上汽的自主品牌新车型，其续航里程在1000公里以上，计划在2025年实现大规模量产，上汽集团也在近期宣布，拟向清陶能源追加不超过27亿元的投资，届时上汽持股比例将由目前的4.2%上升至15.29%。

本土企业能否拿下固态电池技术的制高点

按照《中国制造2025》的相关要求，到2025年和2030年，国内动力电池单体能量密度要分别达到400Wh/kg、500Wh/kg，这已经远远超出了液态电池的能力范围，只有固态电池方能担此重任，因此作为动力电池行业的重要发展方向之一，谁能率先实现固态电池的大规模量产，谁就能掌握新能源汽车及动力电池行业的话语权。

在一项科技成功实现商业化应用之前，首先必然是相关的专利与论文先行，近几年在全球顶级刊物上，与固态电池技术相关的论文正呈指数级增长，目前在该领域，日本企业投入最多，拥有的技术专利也最多，而丰田又是其中的佼佼者。

虽然丰田在混动领域被国内车企反超，似乎错过了新能源汽车产业发展的黄金时期，但丰田并没有就此认输和放弃，而是瞄准了新一代动力电池技术作为突破口，目前丰田拥有1000多项固态电池的技术专利，遥遥领先于其他企业。

Patent Result的数据显示，全固态电池相关专利排名前十的企业中，日本企业有6家，韩国企业占4家。可以说，目前在固态电池领域，以丰田为代表的日本企业已经悄然走在了行业的前面。

国内在该领域处于积极追赶的第二方阵，这其中宁德时代的重点布局方向为硫化物全固态电池，目前已研发出具有高能量密度的固态电池实验样本，但距离商业化应用估计还需要5年以上时间。

不过宁德时代认为，全固态、半固态电池仍有很多理论及技术的基础问题尚未得到解决，公司虽已在该领域深耕十多年，但还是难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品，所以迄今为止，宁德时代并未公布过全固态或者半固态电池的量产时间表。

与此同时，国内也有研究机构取得了不小的技术突破，6月27日，国际著名学术期刊《Nature Communications》上发表了中国科学技术大学马骋教授的一项研究成果，马骋教授研发出一种新型固态电解质（氧氯化锆锂），它的综合性能同目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近，但成本不到后者的4%，很适合产业化与规模化应用。

借助在液态电池领域的竞争优势，国内企业在新能源汽车及动力电池产业方面实现了“弯道超车”，当前全球动力电池装机量排行前十的企业中，有6家来自国内企业，其中宁德时代与比亚迪更是高居榜首，但如果就此固步自封、裹足不前的话，那么在动力电池的下一个风口，国内企业将会丢掉领先优势，并被欧美日韩企业赶上并反超。

不过尽管固态电池拥有近乎完美的应用前景，但其相关的技术研发之路却并非坦途，国外企业在全固态电池领域的研发进度上也经历了多次跳票，或许丰田也只是虚张声势而已，或许国内企业的做法，才是比较稳妥的方式，但无论是一步到位，还是稳扎稳打，全固态电池作为未来动力电池的重要发展方向，需要引起本土企业的高度重视。

结语

由于在动力电池领域全面落后于国内企业，因此全固态电池技术自然就成为了国外企业实现弯道超车的希望，通过在固态电池领域长期的的技术积淀，丰田似乎已能眺望到动力电池行业的下一个风口，而手握全球最多资源与筹码的国内企业，在固态电池技术发展的澎湃浪潮中该何去何从？它们又将如何巩固自身优势、守住自己的地盘？这一切都令人期待，也许用不了多久答案就可以揭晓。