日本企業押注固態電池

陳剛

2021 年11 月29 日，日本橫濱日產汽車展廳內的電動汽車和便攜式電池

在新能源汽車逐漸成為全球汽車業的確定轉型方向之時，傳統燃油車強國日本，在電動汽車方面仍然非常滯后。

2023年6月，日本市場當月賣出了7930臺電動汽車，銷量比上一年同期增加了41.51%，在當月汽車銷量的占比提升到了2.39%，這在日本被視為重大喜訊。但不到8000輛，在中國不少省份基本上就是一個星期的電動汽車銷量而已，整個中國市場每月電動汽車的銷量要達到40萬-50萬輛。

日本是這個世界上制造燃油車實力最強的國家之一，也是最先開發出鋰離子電池的國家，本來應該是最有潛力發展電動汽車的國家。但直到今天，日本電動汽車在汽車總銷量中的占比只有1-2%，與中國和歐美國家相比，差距明顯。

中國大力促進電動汽車產業發展的政策，不僅做大了市場規模、做強了本土品牌，還帶動了動力電池產業的發展。如今，在鋰離子電池方面，中國企業在制造規模、原材料成本、生產技術等各方面都全面超越了日本。

押注新型電池，試圖“換道超車”，于是成為了日本的新對策。

衰落

日本是世界上最早研發出鋰離子電池的國家。

早在1985年，日本旭化成公司的研究人員吉野彰就發明了鋰離子電池，很快該公司和日本其他公司合作，把實驗室里的發現變成了日常生活中可以使用的鋰離子電池。2019年，吉野彰還因為這項發明獲得了諾貝爾化學獎。

從日本經產省公布的相關數據來看，日本也一直是鋰離子電池產業重要的專利國和生產國，只是最近幾年才衰落了下來。

2015年，日本產鋰離子車載電池占據了全球市場超過一半（51.7%）的份額，但到了2020年，所占份額就只剩下了約1/5 （21.1%）。同一時間段里，中國產鋰離子車載電池的全球市場占有率則從27.4%提升到了37.4%。在存儲電力用的儲能電池方面，日本2015年的全球市場占有率也高達27.4%，但到了2020年也只剩下了5.4%。

為什么固態電池有這么多優勢，但行業整體的量產進度依舊緩慢？主要原因還是生產成本過高。

鋰離子電池和以此為動力的電動汽車產業在日本發展緩慢的一個重要原因在于，日本一直是燃油車生產大國，燃油車在汽車市場中占有九成以上份額，企業更愿意在混合動力技術上下功夫，而不是從頭開始搞純電動車、鉆研鋰離子電池技術。這也導致在日本同級別的電動汽車要比燃油和混合動力車貴出30%左右，消費者自然更愿意選擇燃油車。

從2016年到2021年，日本純電動汽車銷量從1.3萬輛僅增加到2.4萬輛，而2022年日本的新車總銷量為420萬輛，從中可見電動汽車在日本的弱勢地位。這樣的市場生態，正是日本鋰離子電池產業從強大走向衰落的主要原因。

確定押注固態電池

早在2021年11月，在經產省電池產業室的主導下，日本就成立了“蓄電池產業戰略檢討官民協議會”（以下簡稱協議會），研究電池業的發展趨勢，試圖找到電池產業的下一個風口。

住友金屬礦山、昭和電工材料、日亞化學等主要電池材料生產企業，松下能源、村田制作所、東芝等電池生產企業，電池工業會、電池供應鏈協議會、自動車工業會、日本電機工業會等相關行業協會及學術界的人士都加入到了這個協議會中。

協議會每隔幾月便召開一次會議。應該就是在這些會議上，日本企業界決定把固態電池確定為“押注”的方向。

固態電池，顧名思義，就是使用固態電解質的電池，包括全固態和半固態。其中半固態電池的電解質是固液混合狀態，電解液的含量一般在10%以下。

如今主流的動力電池——鋰離子電池，由于使用的液態電解質易燃易揮發，并且鋰離子在移動過程中會產生鋰枝晶，導致電池一旦受沖擊或者短路，就會發生失控爆炸。相比之下，使用固態電解質的固態電池就更加穩定和安全。

同時，因為固態電池沒有液體電解質和鋰離子隔膜，可以提供更大的儲能空間，能量密度也要比一般鋰離子電池更高。

2023年6月15日，日本豐田公司宣稱，已經開發出“全固體電池”，充電10分鐘，續航就能達到1200公里。豐田公司相關負責人表示，他們的目標是從根本上改變當前電池體積過大、過重且昂貴的情況，未來將把電池的體積、重量和成本減半，而且在2027-2028年就可以實現大規模量產。

爭奪下一個風口

但是，豐田公司的這項“技術突破”，并沒有公布電池的能量密度和制造成本，也沒有說明如此高電流充電之下電池的壽命問題，更何況量產時間最早也要到2027-2028年。目前實在很難判斷，這個“突破”到底值不值得慶祝、能否真的兌現。

為什么固態電池有這么多優勢，但行業整體的量產進度依舊緩慢？主要原因還是生產成本過高。

從全球范圍來看，固態電池還處于研發階段，還有很多基礎問題尚未解決，比如說電導率比較低，鋰離子沒法高效地傳導等。此外它的生產環境要求也很挑剔，需要使用高溫、高壓等特殊工藝，在產業化之前需要投入大量成本。

從原材料來源來看，固態電池依舊需要使用正極、負極，需要有隔層，只是將電解液改換成了固體材料。制造電池需要的鎳、鈷等金屬并非日本特產，原材料主導權依舊掌控在其他國家手中。

而一個產業能否“起飛”，除了技術之外，更為重要的是市場。鋰離子電池相當多的專利都攥在日本企業手中，但日本由于市場需求太小，產業仍然走向了衰落。

從目前日本主要車企的銷售計劃來看，仍然見不到從燃油車全面轉向電動車的決心與信心。也就是說，日本依舊沒有解決新型電池市場規模的問題，因此即使研發出了相關技術，也未必能帶動起整個產業。

當然，固態電池本身，很可能是電池行業的下一個風口。誰先掌握了下一代主流電池的研發技術，誰就掌握了未來新能源汽車產業的主動權。

中國自2020年起，也已將固態電池列入行業重點發展對象并提出加快研發和產業化進程，今年則進一步提出加強固態電池標準體系研究。寧德時代、比亞迪等中國領先動力電池和新能車企也已明確宣布了在固態電池上的研發計劃。

日本企業能否“換道超車”，有待時間檢驗。