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豐田電動車逆轉大招?推「充10分鐘,跑1200公里」的全固態電池

豐田電動車逆轉大招?推「充10分鐘,跑1200公里」的全固態電池
豐田汽車宣稱已找到解決全固態電池壽命問題的方法,預計2027~2028年將全固態電池配置到自家電動車上。 (來源:Dreamstime)
撰文者:日本經濟新聞社
日經中文 2023.06.14
摘要

1.豐田宣布最快將於2027年推出配備「全固態電池」的電動車。全固態電池是電動車的下一代理想技術,充電不到10分鐘,即可行駛約1200公里。

2.現有的全固態電池因為僅能充電、放電數十次到數百次,不符合電動車的實際需求。但豐田日前宣布已找到解決全固態電池壽命問題的材料,有望大幅延長壽命。

3.全固態電池普及的關鍵在於開發量產技術,降低製造成本。目前估算全固態電池的製造成本為6萬~35萬日圓,比現有鋰離子電池的1萬4000日圓高上4~25倍。

豐田宣布最快將於2027年推出配備「全固態電池」的電動車(EV)。全固態電池被電動車產業視為新一代最理想的電池,充電不到10分鐘,即可行駛約1200公里。將續航距離增加至目前電動車的2.4倍,大幅延長被視為電動車弱點的電池壽命。今後豐田將以實現全固態電池量產化的目標,加速技術開發。若能將該技術實用化,豐田有可能改寫電動車市場的勢力版圖。

液態鋰離子電池與全固態電池的差異。
液態鋰離子電池與全固態電池的差異。 (來源:日本經濟新聞社)

綜合日本媒體13日的報導,豐田在靜岡縣研究基地召開的技術説明會上宣布,已發現克服全固態電池壽命問題的可能性,將其具體實用化的時間落在2027~2028年左右。豐田的目標是將全固態電池配備在自家的電動車上。擔任CTO的中島裕樹副社長表示:「已經找到很好的材料,豐田一定會將新技術實現,不再落後於競爭對手。」

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全固態電池為何是電動車的技術關鍵?

一般來説,全固態電池與電動車目前的主流——液態鋰離子電池不同,電解質是固態,特點是充電時間短,可延長續航距離。固態電解質和固態電極必須緊黏在一起,不能分離。但由於充電、放電會造成電極反覆膨脹和縮小,最終電解質和電極就會分離,使電池無法再使用。此前一般只能充、放電數十次到數百次,無法符合實際應用所需要的數千次以上。

豐田在全固態電池的研發進度處在領先地位,擁有1000多項相關專利。2020年夏季,豐田推出全球第一台配備全固態電池的車輛,獲得車牌進行行駛測試,當時的目標是配置在油電混合車上。豐田將進一步推動開發進度,計畫在充電時間限縮在不到10分鐘的情況下,把續航距離延長至約1500公里。

豐田全固態電池的試製品。
豐田全固態電池的試製品。 (來源:日本經濟新聞社)

電動車的性能在很大程度上取決於電池效能。目前在「充電時長」和「充電1次的可行駛距離」都不如汽車和油電混合車。豐田現有的電動車車「bZ4X」使用鋰離子電池,充電時間約30分鐘,續航距離約600公里;日產汽車(Nissan)的「ARIYA」充電約45分鐘,可行駛380公里;特斯拉(Tesla)的「Model Y」充電約15分鐘,最多可行駛260公里。

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要想普及全固態電池,關鍵在於開發量產技術,降低製造成本。根據日本科學技術振興機構估算,全固態電池的製造成本為6萬~35萬日圓(每千瓦小時),比現有鋰離子電池的1萬4000日圓高上4~25倍。

日本產業技術綜合研究所統籌研究主管小林弘典認為,「在車廠應用全固態電池技術的初期階段,很有可能只配備在高檔車等部分車型上。」

全固態電池備受關注,各家車廠都投入研究開發。調查公司富士經濟認為到2040年,全固態電池的市場規模將擴大到3兆8605億日圓。

日產汽車提出「2028年將推出配備自主開發全固態電池的電動車計劃」。2024年會在橫濱工廠設置測試品的生產線,以驗證材料、設計及製造技術。德國寶馬(BMW)計劃在2025年前公開搭載全固態電池的實驗車輛,並於2030年前量產。

豐田透過全固態電池實用化,加速電動車的開發進度。雖然2022年豐田電動車的全球銷量只有2萬輛左右,但豐田目標已經設定在「2026年前達到年銷量150萬輛,2030年前達成年銷量350萬輛」。

除全固態電池之外,豐田還將提高目前液化鋰離子電池的性能。預計2026年推出新一代產品,充電20分鐘,可行駛約1000公里,續航距離是目前豐田電動車「bZ4X」的2倍。如果豐田在2027~2028年間推出配備全固態電池的電動車,到了2030年就能有配備多種電池的車型。

(本文轉載自日經中文網,不代表本社立場)

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責任編輯:陳瑋鴻
核稿編輯:倪旻勤

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