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丰田固态电池10分钟充满,重量成本都减半,中国厂商该认真对待了

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引言

丰田公司宣布,他们的固体电池技术取得了新的进展!



据英国《金融时报》于七月四日报导,丰田碳中和研发中心主任川崎一郎在一次访问中说。丰田将于2027年推出一款采用固态电池的电动汽车,该汽车10分钟可行驶1200公里,并可减少20%的总成本。


回到今年二月,日产公司已成功研发出了全固体电池,并计划于2025进行测试,并于2028年推出一款新型的使用固体蓄电池的电动车。


日本的这个新闻引起了业界的热烈讨论,也引起了我们的深思,中国在这个方面有没有落后?

一、全固态电池的优秀特性

早在2021年,丰田汽车就表示会使用全固态电池,之后丰田再对其进行重新评价,最终明确表示,预计早2027-2028年,实现使用全固态电池汽车量产,续航里程可达1500 km。

这个消息无疑是巨大的,如果成功那么将彻底改变当前的汽车行业格局。那么这其中起到关键作用的全固态电池是什么呢?

我们知道电池材料对动力电池的能量密度、安全性和成本有直接的影响,而能量密度又是动力电池的主要组成部分关键性指数。

全固体电池具有较高的稳定性和阻燃性,可以有效降低电池的泄漏和热失控等危害。近几年,一些研究人员认为,锂离子电池的使用寿命已到了极限,固体电池被认为是最有发展前景的新一代电池。


全固态电池与锂离子电池相比有着巨大的优越性,这也是为什么它能成为新一代动力电池的主流。这项技术的革新可以大大降低生产成本,而且面临的技术难度相对较低,实现起来比较容易。

全固态电池可在高温下正常工作,不会因快速充等高负载模式而出现老化及容量衰减现象,且具有较长的使用寿命。此外,本项目还将使用具有高离子传导能力的固体电解质替代传统液态电解质,以提升电池的能量密度。

全固态锂离子电池是最有可能实现的新一代锂离子电池已经得到了学术界和工业界的一致认可。当前,使用传统液体电池的电动汽车,其续航里程一般为500公里,而通过使用全固态电池等结构创新,一些电动汽车的续航里程也能达到1000公里以上。


目前,日本公司在固态电池上的投资最大的,日本的丰田公司在固态电池上的专利也是最多的。近几年,面对中国汽车企业电动化和智能化的快速增长,日本车企感到了巨大的压力,并宣称将在全固态电池技术上取得突破性进展。



各大汽车公司,都在快速地调整着自己的策略,而丰田则是在电动汽车上投入了大量的人力物力,想要在全固态电池上,取得更大的进展。


近日,丰田发布了一条消息,称其将在 BEV中使用全固体动力电池,预计在2027-2028年实现量产。伯明翰大学的商务经济教授戴维·贝利表示,如果丰田所说的是真的,那么它将成为未来电动车发展的里程碑式的一刻。

外界普遍认为,这可能标志着在今年 4 月走马上任的 CEO 佐藤恒治领导下,丰田的电动汽车战略继续转变。佐藤 2 月曾表示,丰田将采用不同以往的方式加快开发 BEV。


近几年,人们对固态电池有很多的议论。丰田宣布其在全固体电池开发方面的突破,会不会对中国的新能源汽车行业造成很大的影响?


二、中国电池的特点以及困境

虽然中国的新能源市场正在蓬勃发展,但随着丰田公司在固体电池领域的突破,中国的产业也想保持优势,就必须足够关注电池领域的发展。


在国内由于技术难度和生产成本的原因,当前中国电池企业一般都是采用“从液态到半固态再到固态”的渐进发展方式。


按照《中国制造2025》中提出的目标,到2025年,我国需要在400 Wh/kg以上的锂离子电池,到2030年,需要在400 Wh/kg以上的锂离子电池,而这个目标显然已经超过了液体电池的“能力范围”。


中国科学院院士,中国电动车百人会副会长欧阳明高认为,要在2030年达到500 Wh/kg的能量密度,唯一的出路就是在全固态电池上取得突破性进展。



中国有市场的优势,还有成熟的产业链,但是我们在固态电池的技术领域的优势不是很多,所以对于未来电池的发展必须引起足够的注意。

中国公司大多采用了半固态技术,因为这是目前比较实际的发展方向。虽然固态电池有着近乎完美的发展前景,但是与之相关的技术发展却不是一帆风顺的。


三月份,宁德时代的总裁曾毓群,在一次财报会议上表示,在全固态电池和半固态电池方面,还有许多关键的科学与技术问题没有得到解决,经过十几年的研究,新的产品能够在技术上和市场上都具备一定的竞争力还是十分困难的。

人们原本预计将在2020的上半期使用全固体电池,但是其研发进度却远远落后于预期。所以即使这个领域前途光明,但是现在目前面临的困难还是很大的,

目前看来日本虽然领先我们一步,但我们也不必过于着急。首先,因为丰田的这两个电池还没有达到实用化的程度,所以其所描绘的性能参数和实际使用情况是否一致,还需要进一步的测试。


其次,丰田所说的节约,应当指的是产品的成本。但电池的价格,必须要将与电池有关的装备费用计算在内。另外,固体电池能否从实验室发展到大量生产,也是一个巨大的挑战。

因此虽然日本丰田计划的未来蓝图很美好,但是能不能真正的落实是一个巨大的问题。所以我们不要被别人的计划打乱自己的阵脚,显示出太过慌张的姿态。

但是我们也不能放松警惕如果我国不能在 SSD领域抢占先机,很难保证在第二阶段的产业发展中能够持续保持领先地位。


现在,我们可能太过专注于第一阶段的液体电池的优势,并利用这一优势来尽可能地扩大市场,但是如果我们没有足够的投入和重视第二阶段的固态电池,那么他们在固态电池的供应链环节,很有可能会受到限制,而我们已经建立起来的电车优势也会被打破。

因此在未来汽车领域,攻克核心技术任然是关键。

三、中国电池未来的发展方向

但是,随着锂离子电池技术的发展,传统的材料已经无法满足降低成本、提高能量密度等方面的需求。


最近几年,电池与体系架构的革新可谓是百花齐放,各大电池厂商几乎都有自己的拿手好戏,比如宁德时代的麒麟电池,比亚迪的刀片电池,蜂巢匕首电池,中创新能源的“顶流”柱状电池等等。



同时,因为我国在三元锂电池和磷酸铁锂电池技术上领先,导致日本、美国等国家都直接跳过了这一阶段,直接选择在全固态电池领域发展。


目前,我国的电池企业除了要进行技术创新外,更要寻找一条新的经营模式,以迅速提升其在市场中的竞争力,从而获得更大的利润。

例如近几年兴起的“充电”模式,能够极大地提高电池的利用率,将电池从生产到使用,再到回收的各个环节都连接在了一起。


其次要健全配套措施,换电在乘用车方面已经得到了较大的应用,但是它仍然是一个独立的、封闭的补能体系企业和电池制造商都选择了适合自己品牌的换电站。



所有车型不仅需要全国统一标准,还需要建立用户、车厂、电池厂、政府以及服务型企业共赢的商业模式。在此基础上,进行换电的标准化、规范化,最终将换电站的网联化、智能化与车网互动相结合。


这一方面可以解决商用车充电难、运营效率低等问题,另一方面也可以更好地实现一个合理的利益分配机制,同时,车电分开还可以降低用户的购买成本和补能成本。

未来十年,对于发展全固态电池来说,将是一个重要的机遇,我们可以预测,2025年到2030年,全固态电池将迎来大规模生产和应用的黄金时期。

会有越来越多的公司开始进入这一行业,对其进行更深层次的研发,从而加快了固体电解质技术的商业化进程。

在全球范围内的激烈竞争中,我国应充分认识到这一点,抓住固体电池技术的“风口”,占领材料创新的制高点。


结语

虽然在下一代动力电池方面,仍然存在着许多亟待解决的技术难题,但是在产业化、规模化应用方面,仍然存在着一些挑战。

现在日本在此领域取得了领先地位,但是我们也并没有落后太多,即使现在挑战重重,大多数人对于其未来的发展还是很有信心的。

如果有一天全固态电池可以大规模被运用到汽车产业中,那带来的影响将是革命性的。


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参考资料

《金融时报》
《环球日报》
《新能源》
《未来科技》

2024-08-08

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