鉅大LARGE | 點擊量：558次 | 2021年12月27日
業內分析：豐田在固態電池上的豪賭或提振整個電池行業
北京時間九月十六日消息，據國外媒體報道，豐田最近宣布在電池領域投資逾135億美元，用于開發包括固態電池在內的下一代電池。電池組是電動汽車中成本最高的組件，固態電池有利于在提升續航的同時降低電池成本，業內人士指出，這家全球最大汽車制造商在固態電池領域的豪賭或將提振整個電池行業。
隨著全球電動化進程的全面展開，電動汽車在續航里程、性能、充電時間和成本方面都在不斷得到改善。到目前為止，萊特定律也就是學習曲線效應已經證實：鋰離子電池產量每新增一倍其成本就會下降28%。到2023年，鋰離子電池的成本預計將降至100美元/千瓦時左右，這一價格水平足以讓電動汽車與同類內燃機車展開競爭。
然而，鋰離子電池的缺陷也同樣明顯，其電池性能會隨著時間的推移而退化。此外，這種電池會散發大量熱量，要在設計上集成重量級的冷卻系統，而且由于電池中含有易燃液體，假如在事故中損壞，會出現爆炸或起火的隱患。
與傳統鋰離子電池中使用的液體或聚合物凝膠不同，固態電池使用的固體電解質可以采用陶瓷、玻璃、亞硫酸鹽或固體聚合物的形式。固態電池的能量密度是相同尺寸的鋰離子電池的兩到十倍，這重要歸功于固態電解質的體積更小。這意味著在無需額外空間即可獲得功率更大的電池，或者在不影響動力的情況下使用更緊湊的電池組，讓電動汽車的續航更大，自重更輕。而且，這種電池的充電速度也會更快。
事實上，固態電池經常被視為電池行業的“圣杯”。如今，隨著全球最大的汽車制造商豐田大舉投資，這一領域的競爭也將變得更加激烈。以下是五家競相開發新一代固態電池的公司：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1）豐田
多年來，豐田一直在關注固態電池領域，該公司甚至擁有最多的固態電池（SSB）專利。九月初，豐田宣布將在2030年前投資135億美元開發下一大電池和電池供應鏈，其中包括固態電池。該公司計劃通過改進生產電池所用的材料和提高能耗，將電池成本降低30%或更多。
對汽車制造商來說，憑借“能量密度更高，充電速度更快，而且不太容易起火”的特點，這種電池可能會成為一個潛在的行業顛覆者。豐田現在開始正式引領固態電池的批量生產，該公司可以在普銳斯等混合動力汽車上使用這種電池。同樣重要的是，該公司還公布了一款使用固態電池的原型車的簡介。這正是許多固態電池創業公司的短板之一，他們缺乏工作原型。
作為內燃機車領域的領軍公司之一，豐田正在努力推進電動化進程，而該公司雄厚的資金實力可能會加速其固態電池的開發工作。此外，與榜單上的其他公司不同，豐田是一家業務蒸蒸日上的成熟公司，這意味著其股票表現不太可能受到固態電池前景的明顯影響，尤其是在發展的早期階段。
2）QuantumScape
總部位于加利福尼亞州圣何塞的QuantumScape是一家正處于發展階段的公司，該公司致力于電動汽車和其他應用的固態鋰金屬電池的開發和商業化。在大眾汽車、上汽集團和比爾·蓋茨等知名公司和商界人士的支持下，QuantumScape被視為固態電池領域的領導力量。
QuantumScape的固態電池具有一個陰極和連接到陽極電觸點的固態陶瓷分離器。當電池充電時，陰極中的鋰會被分離出來，并通過陶瓷隔膜形成金屬鋰陽極，為電動汽車供應高能量密度的充電。與鋰離子電池相比，QuantumScape的電池具有顯著的優勢，具體包括：
普通鋰離子電池從10%充電到80%要60分鐘，而QuantumScape電池可在不到15分鐘內快速完成0%至80%充電；
電池生產成本預計比普通鋰離子電池減少17%；
與普通鋰離子電池相比，其能量密度高80%以上，續航里程顯著提高，車輛行駛里程預計將提高50-80%；電池壽命顯著延長。QuantumScape單層電池已顯示在超過1000次循環情況下，其能量保留的中位數超過90%。
據QuantumScape預計，該公司有望在2022年將交付原型推進到數十層的商業化推廣模式，并在2024年至2025年之間進入商業生產。
3）SolidPower
隨著固態電池技術突飛猛進，越來越多的公司正在尋求挖掘新興市場的巨大潛力。其中一家公司便是位于美國科羅拉多州的SolidPower。
早在今年六月，SolidPower就宣布計劃通過一家特殊目的收購公司DecarbonizationPlusAcquisitionCorporationIII（納斯達克股票代碼：DCRC）曲線上市，公司價值達到12億美元。該公司透露，福特和寶馬集團致力于在即將推出的電動汽車中使用SolidPower的低成本、高能量電池技術。
在成功拿到1.35億美元的B輪融資（福特和寶馬參與其中）之后，SolidPower的資產實力得到顯著增強。加上1.65億美元的PIPE和3.5億美元的DCRC信托現金（假設DCRC的公眾股東沒有贖回），SolidPower將在交易完成后能收到大約6.5億美元的融資資金。
也許，SolidPower可以炫耀的頭號發展成就正是其電池芯的可制造性。
如前所述，可擴展性是固態電池面對的最大挑戰之一。SolidPower在制造過程中采用了卷對卷的工藝。
自2019年以來，SolidPower的生產廠一直在試點運營中，該廠的年產量為6.5MWh。相比之下，另外一家電池制造新興公司QuantumScape目前并沒有廠投入運營，不過其計劃在2023年之前開設一座廠。
通過利用卷對卷制造工藝，SolidPower已經能夠顯著降低其合作伙伴對現有生產設施進行改造的需求，后者是一項既費錢又費時的工作。另外，其還降低了現有制造設備在未來十年內過時落后的風險。
4）三星
去年，三星推出了高性能、長壽命的全固態電池。三星團隊開發的原型軟包電池一次充電可為電動汽車供應續航長達800公里的電量，充放電循環壽命超過1000次。
今年五月，三星宣布到2025年將開發大型全固態電芯和原型全固態電芯，并于2027年開始量產。在世界范圍內，三星擁有的與全固態電池相關的國際專利數量僅次于豐田，排名第二。
值得一提的是，三星早在2008年就開始研究全固態電池。去年，該公司演示了一項原創技術，其可以改善全固態電池的使用壽命和安全性，同時還能將電池尺寸縮小一半。
5）Ilika公司
Ilika公司是一家英國公司，重要在英國、亞洲、歐洲和北美從事固態電池的設計、開發和生產。它為工業物聯網、電動汽車、智能城市、消費電子、醫療和交通領域的一系列應用項目供應電池產品。
該公司還通過其專利技術加快能源和電子應用新材料的開發。公司已開發出固態電池、高溫合金、燃料動力鋰電池催化劑、壓電材料替代品等。
