
出光兴产成立于1911年,是日本国内石油精炼和石油化工领域的领先企业。出光兴产正利用千叶工厂加速向碳中和转型,推动全固态电池材料和可持续航空燃料(SAF)的生产。公司决定新建固体电解质中间原料“硫化锂 ”的制造装置,计划于2027年6月投运,目标年产量达1000吨,折合电动汽车计约5万至6万辆。 出光兴产的中本肇专务执行役员表示:“硫化锂的大型制造装置将成为固态电解质价值链的关键环节。”他进一步强调,“企业必须拥有能够应用于新趋势的技术库”,并指出30年前塑料高附加值研究已为硫化锂制造技术奠定基础。 三品执行役员表示,公司正与丰田汽车合作,计划在2027年或2028年实现搭载全固态电池的电动汽车的实用化,并以此为契机,力争将该技术推广为全球标准。 此外,千叶工厂还计划于2027财年停用乙烯制造装置,并整合三井化学 的设备与功能,从而在空出土地上建设固态电解质、SAF等新设备,实现现有业务的替代。新设备将陆续投运,包括全固态电池的大型试生产装置及生物乙醇衍生SAF制造装置。整合研究所亦计划于2027财年建成,届时将聚集约1000名研究人员,利用数字技术加速研发进程。
全固体 电池在电动汽车领域的潜力
全固体电池作为下一代电池技术,有望成为电动汽车(EV)行业的游戏改变者。当前,领先的是以丰田和出光兴产为代表的日本阵营,但中国也没有停下脚步,迅速加入到这场国家级的开发竞争中。
日本阵营:丰田/出光兴产走在前列,日产和本田紧随其后
作为未来电动汽车的主力电池,次世代全固体锂离子电池已成为全球各大电池制造商、汽车制造商和材料厂商的研发重点。在这场竞争中,丰田和出光兴产组成的联合体处于领先地位。相关专利数量远超全球其他竞争者,表现出巨大的技术优势。 紧随其后的是日产和本田等日本企业,技术上,日本阵营在全球范围内表现出较强的主导地位。然而,出乎意料的是,一股强大的“后起之秀”正在赶超。目前,全球电动汽车电池市场中占据主导地位的中国企业,早已在全固体电池的开发竞争中占据了重要位置。 在进入正题之前,我们先简要总结一下全固体电池为何如此受关注。
全固体电池的原理与挑战
简单来说,目前广泛应用于电动汽车及其他领域的锂离子电池,其电流产生的电解质是液体。电解质中锂离子(在锂电池中)移动时,电流便会产生。全固体电池则是将液体电解质替换为固体电解质。 虽然看似只是简单的材料替换,但其实际应用的难度极大,尤其是电解质材料的开发。许多材料公司和研究所一直在不断努力,期望能够实现全固体电池的实用化。挑战包括确保电池在反复充放电过程中不发生变形,具备长寿命,同时避免因水分混入而导致的火灾风险,并且防止发生有毒气体或过热等问题。 全固体电池的最大优势是其惊人的能量密度。即使电池容量较小,也能够提供足够的电力,且电池包的紧凑设计便于叠加,从而轻松实现大功率输出。充放电速度也比传统电池快得多。这意味着小型电池依然能拥有强大动力,而且更轻便,非常适合用于电动汽车。
中国阵营的崛起:国家级力量整合研发
2024年1月下旬,中国发生了重大的产业动向。国内六家主要电池开发与生产企业——CATL(宁德时代)、FinDreams Battery(比亚迪旗下)、CALB、Svolt Energy Technology、EVE Energy 和Gotion High-tech,以及汽车制造商比亚迪(BYD)和蔚来(Nio)等,共同宣布成立全固体电池开发与供应链建设合作联盟——“中国全固体电池协同创新平台”(CASIP)。 该平台由全球电池市场份额接近50%的CATL和BYD主导,此外,还包括飞速增长的BYD和以换电模式著称的Nio等参与。联盟的目标是加速全固体电池的商业化与量产,并于2030年建立起全球竞争力的供应链。 该项目的参与者不仅仅是企业,政府和各大研究机构也深度参与其中。可以说,这是一个国家级的联合项目。如今,中国制造商在电动汽车电池领域拥有压倒性的竞争力,BYD等企业正在全球范围内大举扩张。全固体电池被认为是电动汽车的“游戏改变者”,而中国的目标是,在这场竞争中占据压倒性的优势。
LFP锂离子电池的未来与挑战
CASIP的成立背景,也反映了中国对于当前主力电池——LFP锂离子电池未来的忧虑。CATL和BYD目前的主力产品正是LFP电池,这些电池在全球范围内广泛应用,且相较于曾经主流的“三元电池”,LFP电池成本更低,且在安全性和耐久性方面已经超越了三元电池。 然而,全固体电池一旦投入使用,其能量密度、安全性和耐用性等各方面均将远超现有技术。全固体电池将成为真正的游戏改变者,这意味着中国企业在LFP电池领域建立的供应链可能面临崩溃的风险。 正是出于这种危机感,中国决定以国家力量整合各方资源,加速全固体电池的研发进程。虽然CATL和BYD早已在各自的研究机构推进全固体电池技术,但通过联合力量,他们能够更快实现技术突破并加速商业化进程。
日本与中国的竞争:2030年或见分晓
回头看,丰田和出光兴产的全固体电池量产汽车预计最快将在2027年推出。然而,初期这些量产车将只配备少量全固体电池,真正的量产化预计要到2030年以后。中国的全固体电池联合体是否能迎头赶上?日本及欧美和韩国等其他主要汽车制造国如何应对这场技术战争?在全固体电池技术的激烈竞争中,各方势力的角逐无疑将愈加激烈。
总结
• 丰田和出光计划在2027-2028年开始全固体电池的量产
• 中国企业(CATL、BYD)在改进现有电池的同时,也在推进下一代电池的开发
• 电动汽车电池竞争将在日本、中国、美国和欧洲进一步加剧