出光興產(chǎn)成立于1911年，是日本國(guó)內(nèi)石油精煉和石油化工領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)。出光興產(chǎn)正利用千葉工廠加速向碳中和轉(zhuǎn)型，推動(dòng)全固態(tài)電池材料和可持續(xù)航空燃料（SAF）的生產(chǎn)。公司決定新建固體電解質(zhì)中間原料“硫化鋰 ”的制造裝置，計(jì)劃于2027年6月投運(yùn)，目標(biāo)年產(chǎn)量達(dá)1000噸，折合電動(dòng)汽車(chē)計(jì)約5萬(wàn)至6萬(wàn)輛。 出光興產(chǎn)的中本肇專(zhuān)務(wù)執(zhí)行役員表示：“硫化鋰的大型制造裝置將成為固態(tài)電解質(zhì)價(jià)值鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?！彼M(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，“企業(yè)必須擁有能夠應(yīng)用于新趨勢(shì)的技術(shù)庫(kù)”，并指出30年前塑料高附加值研究已為硫化鋰制造技術(shù)奠定基礎(chǔ)。 三品執(zhí)行役員表示，公司正與豐田汽車(chē)合作，計(jì)劃在2027年或2028年實(shí)現(xiàn)搭載全固態(tài)電池的電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用化，并以此為契機(jī)，力爭(zhēng)將該技術(shù)推廣為全球標(biāo)準(zhǔn)。 此外，千葉工廠還計(jì)劃于2027財(cái)年停用乙烯制造裝置，并整合三井化學(xué) 的設(shè)備與功能，從而在空出土地上建設(shè)固態(tài)電解質(zhì)、SAF等新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有業(yè)務(wù)的替代。新設(shè)備將陸續(xù)投運(yùn)，包括全固態(tài)電池的大型試生產(chǎn)裝置及生物乙醇衍生SAF制造裝置。整合研究所亦計(jì)劃于2027財(cái)年建成，屆時(shí)將聚集約1000名研究人員，利用數(shù)字技術(shù)加速研發(fā)進(jìn)程。
全固體 電池在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的潛力
全固體電池作為下一代電池技術(shù)，有望成為電動(dòng)汽車(chē)（EV）行業(yè)的游戲改變者。當(dāng)前，領(lǐng)先的是以豐田和出光興產(chǎn)為代表的日本陣營(yíng)，但中國(guó)也沒(méi)有停下腳步，迅速加入到這場(chǎng)國(guó)家級(jí)的開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)中。
日本陣營(yíng)：豐田/出光興產(chǎn)走在前列，日產(chǎn)和本田緊隨其后
作為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的主力電池，次世代全固體鋰離子電池已成為全球各大電池制造商、汽車(chē)制造商和材料廠商的研發(fā)重點(diǎn)。在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，豐田和出光興產(chǎn)組成的聯(lián)合體處于領(lǐng)先地位。相關(guān)專(zhuān)利數(shù)量遠(yuǎn)超全球其他競(jìng)爭(zhēng)者，表現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 緊隨其后的是日產(chǎn)和本田等日本企業(yè)，技術(shù)上，日本陣營(yíng)在全球范圍內(nèi)表現(xiàn)出較強(qiáng)的主導(dǎo)地位。然而，出乎意料的是，一股強(qiáng)大的“后起之秀”正在趕超。目前，全球電動(dòng)汽車(chē)電池市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位的中國(guó)企業(yè)，早已在全固體電池的開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了重要位置。 在進(jìn)入正題之前，我們先簡(jiǎn)要總結(jié)一下全固體電池為何如此受關(guān)注。
全固體電池的原理與挑戰(zhàn)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，目前廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)及其他領(lǐng)域的鋰離子電池，其電流產(chǎn)生的電解質(zhì)是液體。電解質(zhì)中鋰離子（在鋰電池中）移動(dòng)時(shí)，電流便會(huì)產(chǎn)生。全固體電池則是將液體電解質(zhì)替換為固體電解質(zhì)。 雖然看似只是簡(jiǎn)單的材料替換，但其實(shí)際應(yīng)用的難度極大，尤其是電解質(zhì)材料的開(kāi)發(fā)。許多材料公司和研究所一直在不斷努力，期望能夠?qū)崿F(xiàn)全固體電池的實(shí)用化。挑戰(zhàn)包括確保電池在反復(fù)充放電過(guò)程中不發(fā)生變形，具備長(zhǎng)壽命，同時(shí)避免因水分混入而導(dǎo)致的火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，并且防止發(fā)生有毒氣體或過(guò)熱等問(wèn)題。 全固體電池的最大優(yōu)勢(shì)是其驚人的能量密度。即使電池容量較小，也能夠提供足夠的電力，且電池包的緊湊設(shè)計(jì)便于疊加，從而輕松實(shí)現(xiàn)大功率輸出。充放電速度也比傳統(tǒng)電池快得多。這意味著小型電池依然能擁有強(qiáng)大動(dòng)力，而且更輕便，非常適合用于電動(dòng)汽車(chē)。
中國(guó)陣營(yíng)的崛起：國(guó)家級(jí)力量整合研發(fā)
2024年1月下旬，中國(guó)發(fā)生了重大的產(chǎn)業(yè)動(dòng)向。國(guó)內(nèi)六家主要電池開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)企業(yè)——CATL（寧德時(shí)代）、FinDreams Battery（比亞迪旗下）、CALB、Svolt Energy Technology、EVE Energy 和Gotion High-tech，以及汽車(chē)制造商比亞迪（BYD）和蔚來(lái)（Nio）等，共同宣布成立全固體電池開(kāi)發(fā)與供應(yīng)鏈建設(shè)合作聯(lián)盟——“中國(guó)全固體電池協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)”（CASIP）。 該平臺(tái)由全球電池市場(chǎng)份額接近50%的CATL和BYD主導(dǎo)，此外，還包括飛速增長(zhǎng)的BYD和以換電模式著稱(chēng)的Nio等參與。聯(lián)盟的目標(biāo)是加速全固體電池的商業(yè)化與量產(chǎn)，并于2030年建立起全球競(jìng)爭(zhēng)力的供應(yīng)鏈。 該項(xiàng)目的參與者不僅僅是企業(yè)，政府和各大研究機(jī)構(gòu)也深度參與其中?？梢哉f(shuō)，這是一個(gè)國(guó)家級(jí)的聯(lián)合項(xiàng)目。如今，中國(guó)制造商在電動(dòng)汽車(chē)電池領(lǐng)域擁有壓倒性的競(jìng)爭(zhēng)力，BYD等企業(yè)正在全球范圍內(nèi)大舉擴(kuò)張。全固體電池被認(rèn)為是電動(dòng)汽車(chē)的“游戲改變者”，而中國(guó)的目標(biāo)是，在這場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
LFP鋰離子電池的未來(lái)與挑戰(zhàn)
CASIP的成立背景，也反映了中國(guó)對(duì)于當(dāng)前主力電池——LFP鋰離子電池未來(lái)的憂(yōu)慮。CATL和BYD目前的主力產(chǎn)品正是LFP電池，這些電池在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用，且相較于曾經(jīng)主流的“三元電池”，LFP電池成本更低，且在安全性和耐久性方面已經(jīng)超越了三元電池。 然而，全固體電池一旦投入使用，其能量密度、安全性和耐用性等各方面均將遠(yuǎn)超現(xiàn)有技術(shù)。全固體電池將成為真正的游戲改變者，這意味著中國(guó)企業(yè)在LFP電池領(lǐng)域建立的供應(yīng)鏈可能面臨崩潰的風(fēng)險(xiǎn)。 正是出于這種危機(jī)感，中國(guó)決定以國(guó)家力量整合各方資源，加速全固體電池的研發(fā)進(jìn)程。雖然CATL和BYD早已在各自的研究機(jī)構(gòu)推進(jìn)全固體電池技術(shù)，但通過(guò)聯(lián)合力量，他們能夠更快實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破并加速商業(yè)化進(jìn)程。
日本與中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)：2030年或見(jiàn)分曉
回頭看，豐田和出光興產(chǎn)的全固體電池量產(chǎn)汽車(chē)預(yù)計(jì)最快將在2027年推出。然而，初期這些量產(chǎn)車(chē)將只配備少量全固體電池，真正的量產(chǎn)化預(yù)計(jì)要到2030年以后。中國(guó)的全固體電池聯(lián)合體是否能迎頭趕上？日本及歐美和韓國(guó)等其他主要汽車(chē)制造國(guó)如何應(yīng)對(duì)這場(chǎng)技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)？在全固體電池技術(shù)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，各方勢(shì)力的角逐無(wú)疑將愈加激烈。
總結(jié)
? 豐田和出光計(jì)劃在2027-2028年開(kāi)始全固體電池的量產(chǎn)
? 中國(guó)企業(yè)（CATL、BYD）在改進(jìn)現(xiàn)有電池的同時(shí)，也在推進(jìn)下一代電池的開(kāi)發(fā)
? 電動(dòng)汽車(chē)電池競(jìng)爭(zhēng)將在日本、中國(guó)、美國(guó)和歐洲進(jìn)一步加劇
