电动汽车续航1000公里不是梦？日本举国押宝这个技术

说起日本在2019年电动汽车领域的表现，中美同行大概都是“嫌弃”的。有数据显示，仅去年1-11月，日本国内纯电动汽车销量同比大跌23%，仅为20262辆，昔日的“网红”日产聆风累计销售18632辆，同比下滑了26.3%。值得一提的是，在全球范围内，日系纯电动乘用车前11个月累计销量都在滑坡，同比减少了9.1%，而聆风全球共销售66845辆，同比减少了20.5%。这不禁令人对日系电动车的前景产生了担忧。

与此同时，由于近些年来以丰田为代表的日本企业积极宣传、推广氢燃料电池汽车及其相关技术，因此愈发加深了人们对日本不重视锂电池电动汽车的印象。

其实，在备受关注的“氢社会”、混动路线的背后，日本企业并非不清楚其原来领先的锂离子电池已被中国企业所超越，只是他们已经悄然把发展路线指向了全固态电池，试图以此来“换道超车”。

与当前市面上主流的锂离子电池相比，全固态电池的原理基本相同，简单来说就是由锂离子在电池内部的正极和负极之间游走，从而实现充放电，两者最大的不同在于正负电极之间的电解质是液体还是固态的。

锂离子电池的液体电解质具有可燃性，破损或发生热失控后可能会引发起火（电动车60%的事故起因来自于电池，且大多数发生在充电即将完毕和充电之后的时段）。而全固态电池的固态电解质不用担心泄漏，此外，其锂离子移动速度更快，因此可以缩短充电时间，数分钟即可完成充电的“超快充”将不再遥不可及。

更大的优势在于，传统液态锂电池能量密度存在300Wh/kg的“天花板”，远不如理论能量密度达到700Wh/kg的全固态电池（这意味着可以让续航里程达到1000公里）；传统液态锂离子电池的离子会溶进电解液中，反复充放电后，输出功率会下降，而全固态电池的离子在游走时不会溶出，因此寿命比锂离子电池更长。

如此显而易见的优势，当然吸引了各国研究机构与汽车厂商的注意力。在日本，日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）于2018年启动了开发全固态电池的项目，计划在2018-2022年度的5年里投入100亿日元的费用。目前，丰田、日产、本田技研、松下、杰士汤浅等关键企业都加入了围绕在该机构周围的研发“同盟”当中，形成了举“全日本”之力开发的态势。

除了NEDO之外，由获得获得2019年诺贝尔化学奖的吉野彰担任理事长的日本锂离子电池材料评价研究中心，也参加了由丰田等企业委托的车载全固态电池（标准）开发工作。吉野彰去年就直言不讳地指出，日本电池厂商在国际上正在面临（中韩厂商的）严峻挑战，（日本）汽车厂商需要与材料厂商联手起来才有可能变得更加强大，而（由于量产技术还未突破）全固态电池想要搭载于普通人能买到的汽车上，估计要到2030年前后。

此外，丰桥技术科学大学的松田厚范教授、大阪府立大学的辰巳砂昌弘教授、甲南大学的町田信也教授等人带领的团队也在固态锂离子电池研究的不同领域有了各自的进展。

据了解，日本相关研究机构最初将“硫化物类”作为固态电池的材料，不过，硫化物类存在一接触空气就产生气体的问题，而采用陶瓷材料的氧化物类被认为安全性更高。

目前，TDK和FDK推出了采用“氧化物类”陶瓷材料的超小型全固态电池，这种用于电子基板的超小型全固态电池已经启动样品供货，据称可以用于“物联网（IoT）”设备和可穿戴终端等。

毫无疑问，如果各种全固态电池实现实用化，“续航焦虑”、“充电焦虑”和“安全焦虑”等问题将被克服，纯电动汽车市场有可能迅速开花。富士经济的数据显示，全固态电池的世界市场规模2017年仅为21亿日元。预计到2035年将增至2.7877万亿日元。

这么优秀的电池为啥不赶紧应用呢？其答案也很简单：还有一些技术瓶颈尚未取得突破。

一）固体电解质离子电导率低，导致其倍率性能整体偏低，内阻较大，因此暂时无法满足快充要求；

二）固体电解质机械性能差，再者是固体电极与固体电解质界面接触性差，这都会影响到固态锂电池循环寿命和倍率性能；

三）成本高昂也是固态电池的主要问题，目前固态电解质主要分为聚合物、氧化物和硫化物三种，但目前其性能尚难以达到液态电解质的水平，同时材料成本昂贵，加工难度极高，需要持续的投入。

对于成本问题，行业普遍认为，目前固态电池的生产成本中大多数为生产过程成本，未来生产规模扩大将成为降低电池的成本的重要砝码。

一些较为务实的专家则认为无需“一步到位”，并建议逐渐减少液体的使用，从半固态电池到准固态电池，最终迈向无液体的全固态电池，有望成为固态电池成熟发展的趋势。面对固态电池对新能源汽车发展的重要意义，各国研发机构、汽车与电池厂商都在不断加大投入，以期尽快突破固态电池瓶颈。

例如在中国，包括宁德时代、赣锋锂业、北京卫蓝、国轩高科、珈伟股份、鹏辉能源、辉能科技、比亚迪等企业都已进行固态锂电池相关布局。辉能科技曾透露，2020年将实现第一代固态动力电池1GWh的产能；而北京卫蓝新能源则表示，2021年公司半固态车用动力电池将推向市场。

值得一提的是，丰田今年有望与松下共同设立一家新的电池合资公司，双方将共享大容量锂离子电池和全固态电池的相关经验技术。两家公司将把总共3500人转移到合资公司，新电池（如“棱镜”电池）将在日本和中国的工厂生产，除了供给丰田之外，也将出售给其他制造商。

当然，除去全固态电池，钠离子电池等其它路线的新一代电池也在加紧研究之中，日本能否凭借“未来技术”在电动汽车时代取得领先，仍是一个未知数。