丰田计划今年内公开使用固态电池的试制车 固态电池行业发展分析

据日本经济新闻网站报道，丰田计划在2021年内公开使用固态电池的试制车。德国大众则与美国新兴企业合作，计划于2024年前后开始生产可大幅延长纯电动汽车续航距离的电池。

日本丰田已拥有丰富电池技术积累——该公司已在电池技术领域获得了超过1000项专利。丰田目前正在讨论，将在2021年内公开发布其搭载固态电池的试验性电动车。据计算，在与现有电池尺寸相同的情况下，丰田开发的全固态电池可使续航距离延长至2倍以上。

据了解，相比于锂离子电池，固态电池拥有能量密度更高、体积更小、更安全的优点。由于科学界认为锂离子电池已经到达极限，固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池地位的电池。有人预测，2030年，锂离子电池将不再是电动汽车电池主流，但其在某些电子原件领域仍有一席之地。目前，推广全固态电池的一大挑战是，其成本比锂电池高4倍以上。

固态电池成车企必争之地

2021年7月，据韩联社报道现代汽车公司将向美国全固态电池开发商Solid Energy System(SES)投资1亿美元，以确保下一代电池技术。SES的投资者之一是通用汽车。

2021年4月，现代汽车在电话会议上宣布正在开发固态电池，并计划在2030年将首批采用该技术的汽车投入批量生产。这不是现代汽车对固态电池初创公司的第一次投资，在2018年现代汽车就已经投资了Solid Power。

目前，全球车企都在发力固态电池领域。其中，宝马和福特也对Solid Power进行了投资，大众汽车很早就与固态电池公司Quantum Scape合作，通用则是与Solid Energy Systems合作。在我国，据蔚来公司表示搭载固态电池的蔚来ET7将会在2022年的第四季度上市，蔚来ET7有望成为全球最早上市的固态电池搭载汽车。

我国加快研发固态电池

根据国务院办公厅2020年印发的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》，国家计划到2025年把新能源汽车的销量推高到占据新车总销量的20%左右，并在“新能源汽车核心技术攻关工程”专栏中明确要求“加快固态动力电池技术研发及产业化”。

对于如何提升固态电池研发，专家认为，国家还需从政策层面进行引导，一方面，分类下达重点研发计划、地方政府重点科技项目、产学研合作项目等，针对电动汽车、智能电网、国家安全等领域应用需求，针对不同类型的正负极材料、不同性能的固态锂电池，布局有关基础研究、关键技术攻关，以及产业化培育项目。另一方面，在关键原材料、电芯制造、装备制造、电源管理、电池模块、系统应用、诊断测试等产业链各个环节进行布局。此外，国家还应尽快建设高水平的国家级研发诊断测试平台，提升我国固态锂电池的技术保障能力。

固态电池商业化仍是难题

目前全球固态电池技术还不成熟，固态电池存在固-固界面接触难题，内阻较大，循环性能、倍率性能差。与液态电解液相比，固态电解质的电导率/锂离子迁移率低1-2个数量级，电导率低，全电池阻抗大，导致循环性能、倍率性能差。电极材料在充电时膨胀，放电时受挫，液态电解液一电极(液体一固体)接触相对较好，而固态电解质一电极(固体一固体)难以保持长期稳定的接触，并加大了固体电解质破裂或分离的可能，电池内阻较大。

同时，固态电池加工工艺流程较多，存在加工工艺难度大的问题。硫化物固态电解质对生产环境要求苛刻，需隔绝水和氧气，加工工艺和大规模量产技术尚未解决。另一方面，固态电池生产成本多为生产过程成本。根据国际新能源网数据显示，固态电池生产过程成本占比超50%，而锂离子电池的生产过程成本仅为20%-30%;银碳层大规模生产所需的贵金属纳米银成本较高。因此，要实现固态电池商业化仍需时日。

想要了解更多固态电池行业的发展前景，请查阅《2021-2026年中国固态电池行业发展分析及投资战略研究报告》。