钜大LARGE | 点击量：546次 | 2021年12月27日
业内分析：丰田在固态电池上的豪赌或提振整个电池行业
北京时间九月十六日消息，据国外媒体报道，丰田最近宣布在电池领域投资逾135亿美元，用于开发包括固态电池在内的下一代电池。电池组是电动汽车中成本最高的组件，固态电池有利于在提升续航的同时降低电池成本，业内人士指出，这家全球最大汽车制造商在固态电池领域的豪赌或将提振整个电池行业。
随着全球电动化进程的全面展开，电动汽车在续航里程、性能、充电时间和成本方面都在不断得到改善。到目前为止，莱特定律也就是学习曲线效应已经证实：锂离子电池产量每新增一倍其成本就会下降28%。到2023年，锂离子电池的成本预计将降至100美元/千瓦时左右，这一价格水平足以让电动汽车与同类内燃机车展开竞争。
然而，锂离子电池的缺陷也同样明显，其电池性能会随着时间的推移而退化。此外，这种电池会散发大量热量，要在设计上集成重量级的冷却系统，而且由于电池中含有易燃液体，假如在事故中损坏，会出现爆炸或起火的隐患。
与传统锂离子电池中使用的液体或聚合物凝胶不同，固态电池使用的固体电解质可以采用陶瓷、玻璃、亚硫酸盐或固体聚合物的形式。固态电池的能量密度是相同尺寸的锂离子电池的两到十倍，这重要归功于固态电解质的体积更小。这意味着在无需额外空间即可获得功率更大的电池，或者在不影响动力的情况下使用更紧凑的电池组，让电动汽车的续航更大，自重更轻。而且，这种电池的充电速度也会更快。
事实上，固态电池经常被视为电池行业的“圣杯”。如今，随着全球最大的汽车制造商丰田大举投资，这一领域的竞争也将变得更加激烈。以下是五家竞相开发新一代固态电池的公司：
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
1）丰田
多年来，丰田一直在关注固态电池领域，该公司甚至拥有最多的固态电池（SSB）专利。九月初，丰田宣布将在2030年前投资135亿美元开发下一大电池和电池供应链，其中包括固态电池。该公司计划通过改进生产电池所用的材料和提高能耗，将电池成本降低30%或更多。
对汽车制造商来说，凭借“能量密度更高，充电速度更快，而且不太容易起火”的特点，这种电池可能会成为一个潜在的行业颠覆者。丰田现在开始正式引领固态电池的批量生产，该公司可以在普锐斯等混合动力汽车上使用这种电池。同样重要的是，该公司还公布了一款使用固态电池的原型车的简介。这正是许多固态电池创业公司的短板之一，他们缺乏工作原型。
作为内燃机车领域的领军公司之一，丰田正在努力推进电动化进程，而该公司雄厚的资金实力可能会加速其固态电池的开发工作。此外，与榜单上的其他公司不同，丰田是一家业务蒸蒸日上的成熟公司，这意味着其股票表现不太可能受到固态电池前景的明显影响，尤其是在发展的早期阶段。
2）QuantumScape
总部位于加利福尼亚州圣何塞的QuantumScape是一家正处于发展阶段的公司，该公司致力于电动汽车和其他应用的固态锂金属电池的开发和商业化。在大众汽车、上汽集团和比尔·盖茨等知名公司和商界人士的支持下，QuantumScape被视为固态电池领域的领导力量。
QuantumScape的固态电池具有一个阴极和连接到阳极电触点的固态陶瓷分离器。当电池充电时，阴极中的锂会被分离出来，并通过陶瓷隔膜形成金属锂阳极，为电动汽车供应高能量密度的充电。与锂离子电池相比，QuantumScape的电池具有显著的优势，具体包括：
普通锂离子电池从10%充电到80%要60分钟，而QuantumScape电池可在不到15分钟内快速完成0%至80%充电；
电池生产成本预计比普通锂离子电池减少17%；
与普通锂离子电池相比，其能量密度高80%以上，续航里程显著提高，车辆行驶里程预计将提高50-80%；电池寿命显着延长。QuantumScape单层电池已显示在超过1000次循环情况下，其能量保留的中位数超过90%。
据QuantumScape预计，该公司有望在2022年将交付原型推进到数十层的商业化推广模式，并在2024年至2025年之间进入商业生产。
3）SolidPower
随着固态电池技术突飞猛进，越来越多的公司正在寻求挖掘新兴市场的巨大潜力。其中一家公司便是位于美国科罗拉多州的SolidPower。
早在今年六月，SolidPower就宣布计划通过一家特殊目的收购公司DecarbonizationPlusAcquisitionCorporationIII（纳斯达克股票代码：DCRC）曲线上市，公司价值达到12亿美元。该公司透露，福特和宝马集团致力于在即将推出的电动汽车中使用SolidPower的低成本、高能量电池技术。
在成功拿到1.35亿美元的B轮融资（福特和宝马参与其中）之后，SolidPower的资产实力得到显著增强。加上1.65亿美元的PIPE和3.5亿美元的DCRC信托现金（假设DCRC的公众股东没有赎回），SolidPower将在交易完成后能收到大约6.5亿美元的融资资金。
也许，SolidPower可以炫耀的头号发展成就正是其电池芯的可制造性。
如前所述，可扩展性是固态电池面对的最大挑战之一。SolidPower在制造过程中采用了卷对卷的工艺。
自2019年以来，SolidPower的生产厂一直在试点运营中，该厂的年产量为6.5MWh。相比之下，另外一家电池制造新兴公司QuantumScape目前并没有厂投入运营，不过其计划在2023年之前开设一座厂。
通过利用卷对卷制造工艺，SolidPower已经能够显着降低其合作伙伴对现有生产设施进行改造的需求，后者是一项既费钱又费时的工作。另外，其还降低了现有制造设备在未来十年内过时落后的风险。
4）三星
去年，三星推出了高性能、长寿命的全固态电池。三星团队开发的原型软包电池一次充电可为电动汽车供应续航长达800公里的电量，充放电循环寿命超过1000次。
今年五月，三星宣布到2025年将开发大型全固态电芯和原型全固态电芯，并于2027年开始量产。在世界范围内，三星拥有的与全固态电池相关的国际专利数量仅次于丰田，排名第二。
值得一提的是，三星早在2008年就开始研究全固态电池。去年，该公司演示了一项原创技术，其可以改善全固态电池的使用寿命和安全性，同时还能将电池尺寸缩小一半。
5）Ilika公司
Ilika公司是一家英国公司，重要在英国、亚洲、欧洲和北美从事固态电池的设计、开发和生产。它为工业物联网、电动汽车、智能城市、消费电子、医疗和交通领域的一系列应用项目供应电池产品。
该公司还通过其专利技术加快能源和电子应用新材料的开发。公司已开发出固态电池、高温合金、燃料动力锂电池催化剂、压电材料替代品等。
