年产数百吨!丰田联手日本石油巨头新建固态电解质大厂,专供全固态电池电动车【附固态电池行业市场分析】

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年产数百吨!丰田联手日本石油巨头新建固态电解质大厂

(图片来源:摄图网)

近日,全球汽车巨头丰田与日本第二大炼油商出光兴产(Idemitsu Kosan)正式官宣,将新建一座年产数百吨固态电解质的大型试点工厂,所产材料将直接用于丰田电动汽车的全固态电池,预计2027年底完工。这是双方自2013年开启硫化物固态电解质技术合作以来,首次进入工程验证与量产准备阶段,标志着丰田2027至2028年推出全固态电池电动汽车的目标已从技术验证迈向产业化落地。

双方于2023年10月正式启动全固态电池量产技术联合开发项目,重点攻坚硫化物固态电解质的规模化制备难题,并在同年年底完成两座小型示范工厂的技术验证,确认了量产可行性。此次建厂正是基于前期成果向商业化迈出的实质性一步。

固态电池是一种采用固态电解质替代传统液态电解质的下一代电池技术,它通过使用硫化物、氧化物或聚合物等固态材料传导锂离子,从根本上消除了液态电池易燃易爆的安全隐患,可实现针刺零起火,同时具备能量密度高、充电速度快、循环寿命长以及工作温度范围宽等显著优势,被业界视为彻底解决电动汽车续航焦虑和安全痛点的终极方案。

图表1:固态电池的特性及优点分析

固态电池具有多种技术路线,包括氧化物、硫化物、聚合物、卤化物等。而硫化物固态电解质被业内普遍视为全固态电池商业化的最优路径之一。与当前主流的液态电解质及其他类型固态电解质相比,硫化物固态电解质具备两大核心优势:一是离子电导率极高,接近甚至超过液态电解质,能大幅提升电池充放电效率;二是质地柔软,与电极材料的粘附性良好,无需复杂工艺即可实现紧密贴合,非常适合大规模量产。丰田选择这一技术路线,旨在彻底解决传统液态电池续航短、充电慢、安全性不足的行业痛点。

此次合作的最大亮点在于实现了汽车产业与石油产业的深度互补,出光兴产作为日本第二大炼油商巧妙利用石油精炼过程中产生的硫副产品(燃料脱硫的副产物),将其转化为高附加值的硫化锂电解质材料,为传统石油巨头找到了能源转型的重要突破口。

该模式对固态电池成本控制具有战略意义。固态电解质占电池总成本约30%-40%,是降本的关键环节。利用废料规模化生产电解质,正是实现固液同价目标的核心变量。可以说,没有固态电解质的突破,就没有固态电池的未来——它既是技术壁垒最高的环节,也是产业链最紧迫的攻关重点。

日本在全固态电池研发上起步较早,积累了丰富经验,丰田更是行业的领跑者。早在2010年,丰田就生产出了10cm×10cm的全固态电池原型。同年,出光兴产也开发出采用Li₂S-P₂S₅电解质的固态电池单元。经过十余年深耕,丰田有望率先实现硫化物全固态锂电池的产业化。

图表5:硫化物固态锂电池全球产业化现状

目前,全固态电池已被列入美国、欧盟、中国及日韩等主要国家的战略发展计划。预计到2030年,全球全固态电池市场规模将达到172亿元,半固态电池市场规模将达991亿元,市场前景十分广阔。

图表2:2024-2030年全球固态电池市场规模情况(单位:亿元)

中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示,全固态电池的电解质为固态材料,作为锂电池的升级版本,被视为下一代能源存储技术的代表。他预计,2025年至2027年,石墨/低硅负极硫化物全固态电池将成为主要技术路线,全固态电池的产业化开始时间是2027年—2028年,2030年完全可以实现量产。

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