日本企業(yè)押注固態(tài)電池

陳剛

2021 年11 月29 日，日本橫濱日產(chǎn)汽車展廳內(nèi)的電動(dòng)汽車和便攜式電池

在新能源汽車逐漸成為全球汽車業(yè)的確定轉(zhuǎn)型方向之時(shí)，傳統(tǒng)燃油車強(qiáng)國日本，在電動(dòng)汽車方面仍然非常滯后。

2023年6月，日本市場(chǎng)當(dāng)月賣出了7930臺(tái)電動(dòng)汽車，銷量比上一年同期增加了41.51%，在當(dāng)月汽車銷量的占比提升到了2.39%，這在日本被視為重大喜訊。但不到8000輛，在中國不少省份基本上就是一個(gè)星期的電動(dòng)汽車銷量而已，整個(gè)中國市場(chǎng)每月電動(dòng)汽車的銷量要達(dá)到40萬-50萬輛。

日本是這個(gè)世界上制造燃油車實(shí)力最強(qiáng)的國家之一，也是最先開發(fā)出鋰離子電池的國家，本來應(yīng)該是最有潛力發(fā)展電動(dòng)汽車的國家。但直到今天，日本電動(dòng)汽車在汽車總銷量中的占比只有1-2%，與中國和歐美國家相比，差距明顯。

中國大力促進(jìn)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，不僅做大了市場(chǎng)規(guī)模、做強(qiáng)了本土品牌，還帶動(dòng)了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如今，在鋰離子電池方面，中國企業(yè)在制造規(guī)模、原材料成本、生產(chǎn)技術(shù)等各方面都全面超越了日本。

押注新型電池，試圖“換道超車”，于是成為了日本的新對(duì)策。

衰落

日本是世界上最早研發(fā)出鋰離子電池的國家。

早在1985年，日本旭化成公司的研究人員吉野彰就發(fā)明了鋰離子電池，很快該公司和日本其他公司合作，把實(shí)驗(yàn)室里的發(fā)現(xiàn)變成了日常生活中可以使用的鋰離子電池。2019年，吉野彰還因?yàn)檫@項(xiàng)發(fā)明獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

從日本經(jīng)產(chǎn)省公布的相關(guān)數(shù)據(jù)來看，日本也一直是鋰離子電池產(chǎn)業(yè)重要的專利國和生產(chǎn)國，只是最近幾年才衰落了下來。

2015年，日本產(chǎn)鋰離子車載電池占據(jù)了全球市場(chǎng)超過一半（51.7%）的份額，但到了2020年，所占份額就只剩下了約1/5 （21.1%）。同一時(shí)間段里，中國產(chǎn)鋰離子車載電池的全球市場(chǎng)占有率則從27.4%提升到了37.4%。在存儲(chǔ)電力用的儲(chǔ)能電池方面，日本2015年的全球市場(chǎng)占有率也高達(dá)27.4%，但到了2020年也只剩下了5.4%。

為什么固態(tài)電池有這么多優(yōu)勢(shì)，但行業(yè)整體的量產(chǎn)進(jìn)度依舊緩慢？主要原因還是生產(chǎn)成本過高。

鋰離子電池和以此為動(dòng)力的電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)在日本發(fā)展緩慢的一個(gè)重要原因在于，日本一直是燃油車生產(chǎn)大國，燃油車在汽車市場(chǎng)中占有九成以上份額，企業(yè)更愿意在混合動(dòng)力技術(shù)上下功夫，而不是從頭開始搞純電動(dòng)車、鉆研鋰離子電池技術(shù)。這也導(dǎo)致在日本同級(jí)別的電動(dòng)汽車要比燃油和混合動(dòng)力車貴出30%左右，消費(fèi)者自然更愿意選擇燃油車。

從2016年到2021年，日本純電動(dòng)汽車銷量從1.3萬輛僅增加到2.4萬輛，而2022年日本的新車總銷量為420萬輛，從中可見電動(dòng)汽車在日本的弱勢(shì)地位。這樣的市場(chǎng)生態(tài)，正是日本鋰離子電池產(chǎn)業(yè)從強(qiáng)大走向衰落的主要原因。

確定押注固態(tài)電池

早在2021年11月，在經(jīng)產(chǎn)省電池產(chǎn)業(yè)室的主導(dǎo)下，日本就成立了“蓄電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略檢討官民協(xié)議會(huì)”（以下簡稱協(xié)議會(huì)），研究電池業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，試圖找到電池產(chǎn)業(yè)的下一個(gè)風(fēng)口。

住友金屬礦山、昭和電工材料、日亞化學(xué)等主要電池材料生產(chǎn)企業(yè)，松下能源、村田制作所、東芝等電池生產(chǎn)企業(yè)，電池工業(yè)會(huì)、電池供應(yīng)鏈協(xié)議會(huì)、自動(dòng)車工業(yè)會(huì)、日本電機(jī)工業(yè)會(huì)等相關(guān)行業(yè)協(xié)會(huì)及學(xué)術(shù)界的人士都加入到了這個(gè)協(xié)議會(huì)中。

協(xié)議會(huì)每隔幾月便召開一次會(huì)議。應(yīng)該就是在這些會(huì)議上，日本企業(yè)界決定把固態(tài)電池確定為“押注”的方向。

固態(tài)電池，顧名思義，就是使用固態(tài)電解質(zhì)的電池，包括全固態(tài)和半固態(tài)。其中半固態(tài)電池的電解質(zhì)是固液混合狀態(tài)，電解液的含量一般在10%以下。

如今主流的動(dòng)力電池——鋰離子電池，由于使用的液態(tài)電解質(zhì)易燃易揮發(fā)，并且鋰離子在移動(dòng)過程中會(huì)產(chǎn)生鋰枝晶，導(dǎo)致電池一旦受沖擊或者短路，就會(huì)發(fā)生失控爆炸。相比之下，使用固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池就更加穩(wěn)定和安全。

同時(shí)，因?yàn)楣虘B(tài)電池沒有液體電解質(zhì)和鋰離子隔膜，可以提供更大的儲(chǔ)能空間，能量密度也要比一般鋰離子電池更高。

2023年6月15日，日本豐田公司宣稱，已經(jīng)開發(fā)出“全固體電池”，充電10分鐘，續(xù)航就能達(dá)到1200公里。豐田公司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，他們的目標(biāo)是從根本上改變當(dāng)前電池體積過大、過重且昂貴的情況，未來將把電池的體積、重量和成本減半，而且在2027-2028年就可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

爭奪下一個(gè)風(fēng)口

但是，豐田公司的這項(xiàng)“技術(shù)突破”，并沒有公布電池的能量密度和制造成本，也沒有說明如此高電流充電之下電池的壽命問題，更何況量產(chǎn)時(shí)間最早也要到2027-2028年。目前實(shí)在很難判斷，這個(gè)“突破”到底值不值得慶祝、能否真的兌現(xiàn)。

為什么固態(tài)電池有這么多優(yōu)勢(shì)，但行業(yè)整體的量產(chǎn)進(jìn)度依舊緩慢？主要原因還是生產(chǎn)成本過高。

從全球范圍來看，固態(tài)電池還處于研發(fā)階段，還有很多基礎(chǔ)問題尚未解決，比如說電導(dǎo)率比較低，鋰離子沒法高效地傳導(dǎo)等。此外它的生產(chǎn)環(huán)境要求也很挑剔，需要使用高溫、高壓等特殊工藝，在產(chǎn)業(yè)化之前需要投入大量成本。

從原材料來源來看，固態(tài)電池依舊需要使用正極、負(fù)極，需要有隔層，只是將電解液改換成了固體材料。制造電池需要的鎳、鈷等金屬并非日本特產(chǎn)，原材料主導(dǎo)權(quán)依舊掌控在其他國家手中。

而一個(gè)產(chǎn)業(yè)能否“起飛”，除了技術(shù)之外，更為重要的是市場(chǎng)。鋰離子電池相當(dāng)多的專利都攥在日本企業(yè)手中，但日本由于市場(chǎng)需求太小，產(chǎn)業(yè)仍然走向了衰落。

從目前日本主要車企的銷售計(jì)劃來看，仍然見不到從燃油車全面轉(zhuǎn)向電動(dòng)車的決心與信心。也就是說，日本依舊沒有解決新型電池市場(chǎng)規(guī)模的問題，因此即使研發(fā)出了相關(guān)技術(shù)，也未必能帶動(dòng)起整個(gè)產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)然，固態(tài)電池本身，很可能是電池行業(yè)的下一個(gè)風(fēng)口。誰先掌握了下一代主流電池的研發(fā)技術(shù)，誰就掌握了未來新能源汽車產(chǎn)業(yè)的主動(dòng)權(quán)。

中國自2020年起，也已將固態(tài)電池列入行業(yè)重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象并提出加快研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，今年則進(jìn)一步提出加強(qiáng)固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)體系研究。寧德時(shí)代、比亞迪等中國領(lǐng)先動(dòng)力電池和新能車企也已明確宣布了在固態(tài)電池上的研發(fā)計(jì)劃。

日本企業(yè)能否“換道超車”，有待時(shí)間檢驗(yàn)。