當(dāng)全球電動(dòng)車市場還在為液態(tài)鋰電池的續(xù)航與安全博弈時(shí),固態(tài)電池已成為車企決勝未來的“終極戰(zhàn)場”。在這場技術(shù)革命中,豐田、日產(chǎn)等日系車企憑借深耕多年的硫化物路線布局,正試圖重塑全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)格局。從實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)突破到量產(chǎn)線的加速落地,日系車企的每一步動(dòng)作都牽動(dòng)著行業(yè)神經(jīng),其背后是通過固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)“彎道超車”、重掌新能源話語權(quán)的深層野心。
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作為硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域的“領(lǐng)頭羊”,豐田的布局堪稱“深謀遠(yuǎn)慮”。自上世紀(jì)(參數(shù)丨圖片)90年代便開啟相關(guān)研發(fā)的豐田,截至2025年累計(jì)申請固態(tài)電池專利超1300項(xiàng),占全球總量近40%,牢牢掌握著技術(shù)話語權(quán)。其核心突破在于與出光興產(chǎn)聯(lián)合開發(fā)的高柔性硫化物電解質(zhì),成功解決了界面穩(wěn)定性和循環(huán)壽命兩大行業(yè)痛點(diǎn),所研發(fā)的固態(tài)電池能量密度達(dá)到450-500Wh/kg,是現(xiàn)有液態(tài)鋰電池的2倍,實(shí)現(xiàn)了“充電10分鐘續(xù)航1200公里”的性能飛躍,且熱失控溫度比液態(tài)電池高出200℃,徹底規(guī)避了自燃風(fēng)險(xiǎn)。
量產(chǎn)推進(jìn)上,豐田已制定清晰的漸進(jìn)式路線圖:2025年在愛知縣建成首條試產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)5000組電池、年產(chǎn)5000輛原型車的目標(biāo);2026年啟動(dòng)初期量產(chǎn),優(yōu)先供應(yīng)高端車型;2027-2028年推出首款搭載固態(tài)電池的純電車型,初期產(chǎn)能聚焦高端市場;2030年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),年產(chǎn)能目標(biāo)達(dá)10GWh,可滿足約10萬輛車裝配需求。為保障產(chǎn)業(yè)鏈安全,豐田還聯(lián)合住友金屬礦山開發(fā)正極材料,并獲得日本政府856億日元資助,構(gòu)建從材料到整車的全鏈條體系。豐田CEO佐藤浩二直言:“通過整合材料與量產(chǎn)技術(shù),我們將以固態(tài)電池重塑電動(dòng)車競爭力。”
日產(chǎn)則走出了一條“差異化低成本”路線。雖早期兼顧氧化物路線,但如今已聚焦硫化物技術(shù),重點(diǎn)突破量產(chǎn)兼容性難題。2024年,日產(chǎn)在神奈川縣研發(fā)中心建成全自動(dòng)試制線,采用干法電極工藝生產(chǎn)全固態(tài)電池。為加速落地,日產(chǎn)于2025年8月與美國LiCap Technologies達(dá)成合作,聯(lián)合開發(fā)硫化物電池正極生產(chǎn)工藝,同時(shí)聯(lián)合旭化成、東麗等本土企業(yè)搭建低成本供應(yīng)鏈。其量產(chǎn)計(jì)劃明確:2026年啟動(dòng)小批量試產(chǎn),2028年推出搭載自主研發(fā)全固態(tài)電池的電動(dòng)車型。
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在固態(tài)電池技術(shù)路線的全球競賽中,形成了“日系硫化物為主、中企半固態(tài)領(lǐng)跑、歐美多元探索”的格局,不同路線的特性與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度差異顯著。
中國企業(yè)以“半固態(tài)先行、全固態(tài)跟進(jìn)”為策略,當(dāng)前已在半固態(tài)領(lǐng)域形成規(guī)模化優(yōu)勢。清陶能源、衛(wèi)藍(lán)新能源的氧化物半固態(tài)電池已搭載智己、蔚來等車型,能量密度約360Wh/kg,成本僅比液態(tài)電池高15%,憑借對現(xiàn)有產(chǎn)線70%的設(shè)備復(fù)用率,成為2025-2027年商業(yè)化主流。全固態(tài)領(lǐng)域,寧德時(shí)代、國軒高科等企業(yè)也布局硫化物路線,寧德時(shí)代500Wh/kg級產(chǎn)品計(jì)劃2027年小批量量產(chǎn),但核心仍面臨界面阻抗控制難題。
歐美企業(yè)則呈現(xiàn)“多點(diǎn)開花”特征:寶馬、大眾與美國Solid Power合作推進(jìn)硫化物路線,QuantumScape聚焦陶瓷基氧化物電解質(zhì),微軟、谷歌等科技企業(yè)則跨界布局聚合物固態(tài)電池,但整體進(jìn)展相對滯后,多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證階段,量產(chǎn)時(shí)間表普遍晚于中日企業(yè)2-3年。
對比之下,日系車企的硫化物路線優(yōu)勢鮮明:一是離子電導(dǎo)率突出,遠(yuǎn)超氧化物和聚合物電解質(zhì),保障快充與續(xù)航性能;二是機(jī)械性能優(yōu)異,低楊氏模量適配鋰金屬負(fù)極,可有效抑制鋰枝晶生長;三是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同成熟,依托豐田、出光興產(chǎn)、京都大學(xué)等組成的研發(fā)體系,以及日本政府3000億日元的專項(xiàng)資助,形成技術(shù)攻堅(jiān)合力。
但挑戰(zhàn)同樣不容忽視:其一,硫化物電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性差,遇水分解釋放劇毒H?S氣體,需惰性氣氛生產(chǎn),導(dǎo)致成本增加30%以上;其二,原材料成本高,硫化鋰占材料成本70%-80%,傳統(tǒng)工藝價(jià)格超480萬元/噸,降本壓力巨大;其三,面臨中企半固態(tài)的先發(fā)擠壓,中國半固態(tài)電池已占據(jù)中低端市場主導(dǎo),日系全固態(tài)初期高成本(約500美元/kWh)僅能適配高端車型,市場滲透難度較大;其四,專利壁壘可能引發(fā)糾紛,豐田雖手握大量核心專利,但中國企業(yè)在無硫化鋰電解質(zhì)、核殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的突破,也在逐步打破技術(shù)壟斷。
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綜合全球車企的技術(shù)成熟度與量產(chǎn)規(guī)劃,首款搭載硫化物全固態(tài)電池的量產(chǎn)車型,大概率將由豐田于2027-2028年推出,且優(yōu)先應(yīng)用于雷克薩斯高端品牌。這一判斷基于三大核心依據(jù):一是豐田技術(shù)突破最徹底,能量密度、循環(huán)壽命等關(guān)鍵指標(biāo)已滿足車規(guī)級要求,試產(chǎn)線良率經(jīng)初步驗(yàn)證達(dá)標(biāo);二是量產(chǎn)時(shí)間表最清晰,從試產(chǎn)線到千噸級電解質(zhì)工廠的建設(shè)節(jié)奏銜接緊密,且有政府與供應(yīng)鏈伙伴的全力支撐;三是高端品牌適配性更高,雷克薩斯80-100萬元的定價(jià)預(yù)期,可消化初期固態(tài)電池的高成本,降低市場風(fēng)險(xiǎn)。
若豐田如期實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),其性能飛躍將對電動(dòng)車市場產(chǎn)生顛覆性影響:續(xù)航里程突破1200公里,徹底解決“里程焦慮”;10分鐘快充至80%,充電效率堪比燃油車加油,破解“充電焦慮”;熱失控風(fēng)險(xiǎn)近乎為零,重塑電動(dòng)車安全認(rèn)知;40年使用壽命、1000次以上循環(huán)壽命,大幅降低用戶全周期使用成本。更深遠(yuǎn)的意義在于,這可能成為豐田在新能源領(lǐng)域的“轉(zhuǎn)折點(diǎn)”,助力其扭轉(zhuǎn)在液態(tài)鋰電池時(shí)代的被動(dòng)局面,重新爭奪全球電動(dòng)車市場高端份額。
日產(chǎn)則有望成為第二梯隊(duì)的核心玩家,其2028年推出搭載自主研發(fā)全固態(tài)電池的電動(dòng)車型
,憑借成本控制優(yōu)勢,可能成為首款平價(jià)固態(tài)電池車型,推動(dòng)固態(tài)電池向中端市場滲透。不過,受技術(shù)成熟度與供應(yīng)鏈穩(wěn)定性影響,兩家企業(yè)的量產(chǎn)計(jì)劃均存在小幅調(diào)整可能。
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汽車網(wǎng)評:
在固態(tài)電池商業(yè)化前夜,豐田、日產(chǎn)以硫化物路線為核心的深度布局與清晰量產(chǎn)規(guī)劃,彰顯了日系車企重掌新能源話語權(quán)的野心。全球技術(shù)路線博弈中,日系硫化物路線兼具優(yōu)勢與挑戰(zhàn),而首款量產(chǎn)車型大概率落子豐田雷克薩斯的預(yù)判,也預(yù)示著行業(yè)即將迎來性能顛覆性突破。這場圍繞固態(tài)電池的全球競速,不僅是車企技術(shù)與供應(yīng)鏈的比拼,更將重塑全球汽車產(chǎn)業(yè)格局,推動(dòng)電動(dòng)車市場邁入安全、高效的全新階段。
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