今天小編分享的汽車經驗:充電10分鍾,續航1200公裡,豐田要來搞電車革命了?,歡迎閱讀。
豐田這個車企,有時候真是讓人摸不着頭腦。
年初那會,當時還是豐田社長的豐田章男還在吐槽,說電動車不是汽車產業的唯一出路,大部分電車廠家其實都是被逼無奈才做的電動車,都在做沉默的大多數!
可在他卸任社長以後沒多久,豐田就非常高調地對外公布了自己在電車核心技術上的最新進展。。。
老社長的臉就不是臉了嗎,啪啪打得脖子哥在杭州都聽見了。。
但該說不說,豐田這次宣稱的技術進步确實很大。
上周二,豐田的碳中和研發中心總裁 Keiji Kaita 在接受金融時報采訪的時候表示,豐田現在已經解決了一些和固态電池耐用性有關的技術和材料問題。而且, 10 分鍾就能給它充進去 1200 公裡的續航。
而他們的目标,是把現在固态電池的尺寸、重量和成本都減半,預期在 2027 年推出搭載固态電池的量產車型。
這又是目标又是預期的,怎麼賈裡賈氣的。。
咱就假定他說的是真的,那這可能就是我們離固态電池最近的一次了。
眾所周知,固态電池在動力電池裡的地位,就像 NBA 球員都把喬丹當成目标差不多。大家都知道牛逼,但是因為各種無可奈何的原因,又顯得那麼遙不可及。
當年大眾汽車電芯中心負責人弗蘭克 · 布洛梅,甚至将它誇成了锂離子電池的 " 最終篇章 " ,并表示在可控核聚變實現以前,固态電池就是最合适的民用能源解決方案。
有點誇張,但不多。
所以同樣都是電池,為啥固态電池就能比我們常見的電解液電池牛逼這麼多呢?
這就和這玩意的基礎結構有關了。
正負極、電解質( 電解液和隔膜 ),是組成液态锂離子電池的 " 三大件 " 。锂離子在電解液裡,從正極穿過隔膜遊向負極,就是充電,反之就是放電。
固态電池顧名思義,就是把液态的電解質換成固态。一般會用到的材料有硫化物、聚合物和氧化物等,電池的負極也可以換成锂金屬。總之就是,純固态,幹巴巴。
這樣設計最大的好處,就是能把電池的能量密度拉得賊高。
因為固體的密度遠高于液體,所以固态電池的能量密度最少也是液态锂離子電池的兩倍以上。舉個例子,目前最牛逼的三元锂電池:寧德時代麒麟電池的能量密度為 255 Wh/kg ,固态電池則能輕松做到 500 Wh/kg 。
同時,由于固态電池中的金屬锂可以直接當負極,不僅比傳統的石墨負極性能更好,還不需要隔膜等結構,也就是能把電池做得更輕更薄。
更離譜的是,固态電池的穩定性也比液态锂電池高好幾個數量級。
液态锂電池用久了以後,内部就很容易出現锂枝晶。它們好比是負極慢慢長出的一根針,随着時間推移會不斷變長。長到把電解質的隔膜刺破,電池就出現短路。
一旦因為外力造成電池包損傷,在短路和高溫的影響下就很容易出現溫度失控,最終導致電池冒煙、起火甚至是爆炸。
而固态電池的電解質,都是些聚合物、氧化物、硫化物,耐高溫、耐腐蝕,不容易揮發,基本沒有自燃的風險。即便真的外力穿透刺破了,也大概率不會出現快速自燃和爆炸的情況。
所以總的來說,固态電池就是一個六邊形戰士。
不僅能量密度高,還不容易着火,不僅輕,還能做得薄,純純吊打現在的任何液态锂離子電池。
而豐田公布的這個消息就相當于告訴人們,這個之前只存在于神話裡的狠角色,就要被我們搞出來了!
然而很搞笑的是,大家對這件事的反應大都是這樣的:
固态電池搞出來了?牛逼!
哦豐田啊,那沒事了。
因為用固态電池來給大家畫大餅,已經能稱得上是豐田的祖傳藝能了。而且這一畫,就是小十年。
2016 年,當時的豐田和東京工業大學、日本高能加速器研究組織還有幾個科學家一起發了篇論文,名為《 使用硫化物超離子導體的高功率全固态電池 》。
裡頭說到他們 " 成功設計和試驗了新型高功率全固态電池,取得了可喜的成果。.... 但在商業化之前還需要進一步開發。 " 也就是實驗室裡驗證了可行,但要落地還不好說。
然而就在第二年也就是 2017 年,豐田就表示他們已經處于 " 制造采用固體電解質的電動汽車電池的‘生產工程’階段 " 了。并且2022 年就能看見用上固态電池的豐田新車。
這是拿到智子了麼,這麼快就把量產的問題解決啦?
2019 年,豐田的高管在采訪中表示,他們将在東京奧運會上推出一台使用全固态電池的車型。
而當東京奧運會宣布推遲舉辦以後,這台車也跟着推遲發布了。豐田也在當時表示,自己正在和松下一起鑽研全固态電池車型,預計2025 年能量產落地。
不是,咋就直接跳了三年的票了?
而在 2021 年東京奧運會開幕的時候,豐田倒還真就拿出了一台搭載全固态電池且能跑的車。只不過這玩意不是量產版本,而是台路試原型車,作用是 " 收集數據 " 。
講道理,都有原型車驗證了,商業化落地豈不是不遠了?可惜,豐田不咋講道理。去年,豐田表示商用化的落地還是 2025 年,只不過車型會從純電變成混動,電池小點,難度也低點。
要真能落地,混動就混動吧。
可是在今年六月份,豐田又變卦了。說固态電池的量產得推到2027 年,而這還是個可能的、最早的時間。最遲嘛。。。别問,問就是只有最早。
也是因為他們一直跳票,所以在看見他們又在說自己有啥技術突破的時候,大家的第一反應都是 " 沒完了是吧! " 但看着 10 分鍾充 1200 公裡這種非常具體的數據,我又有一絲考慮,會不會這回豐田真就搞了個大動作呢?
然而一個之前在動力電池領網域工作過的工程師朋友 B 告訴我,豐田這回在他眼裡, " 還是在瞎扯呢。 "
在 B 看來,豐田這次公布的消息裡最大的 bug ,就是這個 10 分鍾充 1200 公裡的超級快充。
" 現在固态電池最大的技術難點,是電導率特别低,電導率一低锂離子就沒法高效的傳導。最直接的結果,就是沒法做快充。 "
而根據豐田的說法,他們在 10 分鍾就能充 1200 公裡的續航。按每百公裡電耗 15 度來算,總共需要 180 度電。10 分鍾充 180 度,那麼充電的功率就是 1080 kW 。
啥概念,理想剛發布的 4C 充電樁功率也只有 480 kW ,這還是用上了 800V 高壓快充平台的數據。而豐田卻在固态電池快充天生劣勢的基礎上,給它用上超超超級高壓快充。
" 簡直太違反物理常識了。 "
說到這, B 激動地拍起了桌子。
此外,雖然豐田聲稱可以把固态電池的成本砍到原先的一半,但想要達成這個目标, " 現在看幾乎沒有可能。 "
原因呢有兩個,一是材料貴。固态電解質裡含有的锆、鍺都是稀有的金屬元素,價格本身就高。而因為需要用存量少、加工難的高活性材料——比如銅锂復合帶——做電池的正負極,電池整體的價格就直接起飛了。
二是工藝貴,和固态電池生產有關的,包括質量控制、封裝工藝甚至是生產設備的成本都會比電解液電池要高上不少。
這倆因素一疊加,直接讓固态電池的成本來到了電解液電池的4 倍還多。
寧德時代的 BOSS 曾毓群曾經就說過: " 固态電池有很多科學及技術的基礎問題尚未解決,我們公司深耕 10 多年,仍然認為難以形成有技術可行性和市場競争力的產品。 "
意思就是,固态電池這玩意,又難,又貴,不好搞。商業化什麼的,更是難上加難。
關于固态電池的商業化,一名新能源領網域的專業人士在知乎平台上是這麼說的:
現階段,( 固态電池的 )三大方向,聚合物,氧化物,硫化物都有各自優缺點,最終還是要實驗室裡能夠拿出來一個綜合化考量,各方面都能達到要求的樣品,然後通過樣品小批量實驗室測試,中等批量產線試產來逐漸完善其工藝,使其成熟到方方面面可控,才能最後投放到市場。這中間的環節,預計都是 5-10 年起的。
" 市場占有率全球第一的寧王現在都搞不定,你要人怎麼相信自己造不出電池的豐田能搞定呢? " B 如是說。
在我看來,豐田之所以每年都拿它出來說事,大概率也就是為了吊着大家的胃口,讓人們不至于對豐田的電動化完全沒有盼頭。
畢竟,宣布這類消息别的用處不多,對提升股價還是蠻有用的。。
但轉念一想,成本的降低說到底就是個時間問題,比如近期我們中科大的馬聘教授就在 Nature 的子刊上發了一篇論文,說采用氯化物固态電解質的固态電池,就可以大幅降低成本。
而其在快充上的劣勢,其實通過換電模式就能很輕松的解決:充得慢就慢呗,換得快就行了。
所以這波啊,這波又是蔚來赢麻了。。?