剛剛,話題度在近期重新轉(zhuǎn)熱的固態(tài)鋰離子動力電池,被兜頭澆下一瓢涼水。
就在本周一,豐田汽車宣布暫停其位于福岡縣苅田町新松山臨海工業(yè)園區(qū)的先進動力電池工廠項目。
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▲ 福岡縣苅田町新松山臨海工業(yè)園區(qū)電池工廠項目地塊現(xiàn)場
而在豐田原本的規(guī)劃中,這座全新的電池工廠將被用來部署其首套固態(tài)鋰離子動力電池生產(chǎn)線。此舉將幫助這家日本汽車制造巨頭,憑借“次世代EV”重新奪回在新能源汽車領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。
實際上,早在上周五的時候(7日),福岡地方政府就已經(jīng)提前幾天“劇透”了工廠建設(shè)暫停的消息。當時,福岡縣知事服部誠太郎在縣政府向前來問詢的當?shù)孛襟w透露,苅田町電池工廠建設(shè)計劃將再度延期,并且給出了來自豐田官方的理由——考慮到全球需求減速,豐田將修改項目計劃。
當然,苅田町電池工廠項目公布至今,實際已經(jīng)可用“一波三折”來形容了。
因為就在今年的3月末,它已經(jīng)被豐田官宣過一次“推遲”了,而當時的理由是“電動車需求低于預(yù)期”。而在原本的規(guī)劃中,這座工廠應(yīng)該是在2025年初開工,并且在2028年內(nèi)投入生產(chǎn)的。
自從2023年,豐田汽車高調(diào)宣傳“固態(tài)電池”開始,外界特別是中國國內(nèi)的許多關(guān)注者,就對這項看似具有一定革命性的產(chǎn)品,寄托了異乎尋常的期待。
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沒有人否認其先進性以及技術(shù)層面的可行性,但每每面臨商業(yè)化/技術(shù)落地等問題,則要么延期、或者干脆畫餅。已經(jīng)頗有點量子力學里那“薛定諤的貓”般的感覺。
提前“劇透”過的結(jié)局
對于苅田町工廠新的建設(shè)以及投產(chǎn)時間表,豐田方面并無明確說法。周一的官方說明,只是表態(tài)將“重新審查與調(diào)整計劃”,對于時間期限的問題,則表態(tài)說是“將在一年內(nèi)”。
不要以為這表明了工廠的時間表將推遲一年,畢竟前面還掛著“重新審查”的前提。至于審查后的“調(diào)整計劃”,只能說新的電池工廠是不是還會有固態(tài)電池生產(chǎn)線,可能都會成為一個問題。
導(dǎo)致豐田對于這個工廠的落子如此一波三折,根本原因出在了全球范圍內(nèi)新能源汽車的市場預(yù)期層面。本質(zhì)上,這一次的“重新審查與調(diào)整計劃”,只是延續(xù)3月末那次“電動車需求低于預(yù)期”的判斷。
對于豐田汽車這樣的全球化汽車巨頭來說,時刻關(guān)注各主要市場的動向,已經(jīng)成為其生存本能。而就在最近的兩年間,歐盟和美國這兩個曾經(jīng)推動汽車新能源轉(zhuǎn)型最為積極的發(fā)達國家市場,都出了問題。
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▲ 各家補貼大撒幣的時代,已經(jīng)過去了……
至2024年1月,德國調(diào)低了購買車型的價格限制(僅補貼低于4.5萬歐元的純電車型4500歐元)為始,法國、意大利等歐盟核心成員國,紛紛以德國為樣板,先后調(diào)降了各自市場內(nèi)對于新能源汽車的補貼。
尤其是意大利,雖然個人購買純電汽車補貼3000歐元的政策長期不變,但3.5萬歐元的售價門檻一直是歐盟諸國里最低,甚至不夠買一部最低配置的ID.3(略超過3.8萬歐元)。
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▲ “蓋中蓋”版ID.3,德國售價38180歐元,折合人民幣31.4萬元
甚至在歐盟之外,曾經(jīng)率先推廣新能源汽車的挪威,不久之前也以“新增乘用車電動化目標已基本實現(xiàn)”為由,宣布將在未來兩年內(nèi)取消補貼的決定。其政府為了緩解財政壓力,甚至計劃對部分熱門的“中等尺寸”產(chǎn)品,如特斯拉Model Y、大眾ID.4等,開征增值稅。
相比歐洲這種漸進式、各國分別退坡,豐田的另一大主要市場美國,其調(diào)整政策雖然出臺相對較晚,然而操作起來卻要極端得多——
今年7月4日,隨著“大而美”法案被兩院通過并最終簽署,之前在全美已運行17年的新購/二手純電汽車7500/4000美元的稅收減免政策被廢止。
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▲ “都MAGA了,還想拿補貼?”
北美已經(jīng)歐洲的市場,對于豐田的固態(tài)電池政策,其重要性不言而喻。盡管在這兩個市場內(nèi),豐田的主銷車型是燃油以及普混,實際并沒有售出過多少臺新能源汽車。然而這兩個市場卻有兩個非常顯著的優(yōu)點——首先是普遍具有較強的消費能力,其次是競爭對手較為“單純”。
前一個優(yōu)點意味著,市場比較能夠承受固態(tài)電池在量產(chǎn)初期較高的成本。至于后一個,以豐田目前在新能源以及汽車智能化領(lǐng)域的進度,對手太兇狠未免過于被動,美國畢竟也只有一個特斯拉么。
至于中國市場,雖然去年的總銷量較以往有所下降,但仍達到了179.9萬輛規(guī)模,占到了豐田全球總銷量的16.62%。然而這個市場目前正處于瘋狂競爭狀態(tài),不但本土對手個個“咬人”巨疼,還有特斯拉這種“跨服”強者的存在。
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▲ 中國部署有特斯拉的重要生產(chǎn)基地
總而言之,只要仔細盤算一下當前的態(tài)勢,那么豐田早在今年3月末就已萌生的退意,其實是明擺著的。對于苅田町工廠而言,未來似乎很難躲過“重新審查與調(diào)整計劃”的命運。
原理無礙,技術(shù)瓶頸遍地
固態(tài)電池的難產(chǎn),是典型的理論已經(jīng)全部走通,但卻在量產(chǎn)商用過程中被各種技術(shù)問題淹沒的典型。
首先,是眾所周知的鋰離子動力電池固態(tài)化公認的第一難題——界面阻抗問題。
固態(tài)電池的所謂“固態(tài)”,實質(zhì)是相較于目前主流三元鋰/磷酸鐵電池液態(tài)的電解液而言,其電解質(zhì)為固態(tài)。這導(dǎo)致了電解質(zhì)與電極材料之間因為“固-固”接觸,產(chǎn)生界面穩(wěn)定性差、阻抗高的問題,大大影響電池的功率輸出和壽命。
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除此之外,硫化物等固態(tài)電解質(zhì)材料本身也可能存在離子電導(dǎo)率、化學穩(wěn)定性差的問題。雖說固態(tài)電池的殼體在意外破損后,硫化鋰電解質(zhì)暴露后不存在爆燃風險。但其化學特性導(dǎo)致與水接觸后會產(chǎn)生具有強刺激性的有毒硫化氫氣體。
而鋰金屬負極技術(shù),也存在需要解決的問題——為追求高能量密度而采用鋰金屬負極后,就必須解決充放電過程中鋰枝晶生長可能刺穿電解質(zhì)導(dǎo)致短路的安全風險。
仔細一看,即使這么一個公認理論上可以走通的產(chǎn)品,實際上在其每一個組成部分上,都存在較為嚴重的技術(shù)問題必須要解決。
而即使上述問題走通,到了實際生產(chǎn)階段,固態(tài)電解質(zhì)與眾不同的機械性能,也將會構(gòu)成很大的麻煩。以目前的視角,適配其大規(guī)模投入量產(chǎn)的電極工藝(干法/濕法)和專用生產(chǎn)設(shè)備尚不成熟。
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▲ 今年7月,國內(nèi)某企業(yè)展示的固態(tài)電池生產(chǎn)樣線
當然,其中也是有好消息的。比如在2021年的時候,豐田汽車選擇住友金屬礦山合作開發(fā)固態(tài)電池的正極材料。其技術(shù)攻關(guān)的重點,在于解決正極在重復(fù)充放電周期中的材料退化問題。而就在最近,相關(guān)技術(shù)被官宣取得了成功。
據(jù)豐田方面說法,其利用合作伙伴獨家粉末合成技術(shù),已經(jīng)成功開發(fā)出了“高耐久性正極材料”。目前住友金屬礦山已公布計劃,將在2028年內(nèi)啟動新型正極材料的量產(chǎn)工作。
僅僅一個正極材料,就耗費整整四年多時間攻關(guān)。至于量產(chǎn),還需再等三年時間……
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▲ 三星SDI展示的固態(tài)電池樣品
事實上,固態(tài)電池強行投入量產(chǎn)化也并非不行,但卻要付出綜合成本高昂的代價,僅僅原料制備就會達到目前最好的三元鋰電池的數(shù)倍以上。同時在能量密度等關(guān)鍵性能上,初期產(chǎn)品可能并不能與傳統(tǒng)的三元鋰電池拉開足夠的距離。
2024年9月1日,在當年的世界動力電池大會期間,寧德時代董事長曾毓群在回答外界對于國內(nèi)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的疑問時,以一最差、十最強為區(qū)間標示打了個比方:當前(固態(tài)電池)行業(yè)最高水平只到了四——做出了一些器件樣品,進行了一些實驗驗證。
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▲ 曾毓群的判斷,可稱得上權(quán)威
目前距離執(zhí)行業(yè)牛耳者給出權(quán)威數(shù)字,過去了不過十四個月而已,比當時能再多個一分、一分半,想必已是極限。而日本人也不是三頭六臂,相比之下又能強到哪里去呢?
簡而言之,雖然固態(tài)電池仍舊是鋰離子動力電池的一種,但這種新產(chǎn)品從關(guān)鍵材料(固態(tài)電解質(zhì)、高性能正負極)到電芯制造和封裝等,完整的產(chǎn)業(yè)體系尚未成型。對比目前已經(jīng)趨于成熟的三元/磷酸鐵鋰電池,其甚至已經(jīng)有了較為成熟的回收再利用體系。以固態(tài)電池目前的狀態(tài),基本毫無競爭力可言。
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▲ 固體電池的量產(chǎn),也是同舊的三元/磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能抗爭的過程
實際上,強行上量也不是不行——通過迅速迭代升級,在較短的時間內(nèi)解決技術(shù)問題,畢竟目前在國內(nèi)血戰(zhàn)至今的一眾電池廠商,當初可不就是這樣從新能源賽道上一路沖殺過來的?更何況,還有哪里的用戶會比中國車主,更愿意為一種更為先進的新能源儲能設(shè)備買單呢?
當然這對于豐田而言,似乎并沒有什么參考價值就是了。
“十分鐘內(nèi)充滿,滿充續(xù)航一千兩百公里,體積重量成本將減半”
2023年7月4日,豐田汽車公司碳中和研發(fā)中心總裁海田敬二,在接受英國《金融時報》采訪時,對于研發(fā)中的固態(tài)電池,如此宣稱:“無論是液態(tài)電池還是固態(tài)電池,我們的目標是徹底改變目前電池過大、過重、過貴的局面,在這方面的潛力上,我們將爭取將這些因素(體積、重量與價格)減半。”
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▲ 《金融時報》報道時,附上的固態(tài)電池樣品照片
以此為標志,國內(nèi)當時掀起了一股不大不小的“固態(tài)電池熱潮”。
彼時,豐田汽車曾經(jīng)在固態(tài)電池的發(fā)展上展現(xiàn)出勃勃雄心——2025年前,豐田的全固態(tài)電池將實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),首先搭載在混動車型上;到2030年前,豐田的全固態(tài)電池要實現(xiàn)持續(xù)地、穩(wěn)定上量地生產(chǎn)。
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然而在距離海田敬二發(fā)表豪言三十個月后的今天,我們并沒有等到量產(chǎn)的固態(tài)電池,更沒有見到任何一臺量產(chǎn)狀態(tài)的,配備固態(tài)電池的純電汽車。甚至連工廠本身,目前也處于一種接近“黃了”的狀態(tài)。
這里并不是在搞“合訂本”要去批判誰。豐田汽車作為一家全球車企,它的情況其實懂的都懂。客觀地講,在苅田町電池工廠項目上,豐田只是在止損而已,實在沒什么可以說道的。
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