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充电10分钟,续航1200公里:丰田固态电池如何改变电动汽车命运?

发布日期:2023-12-12 17:12:12
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文 | 三体君

编辑 | 三体君

 

 

 

纯电动汽车(EV)的性能主要取决于电池,其中丰田在全固态电池技术方面取得了重大突破。副社长中岛裕树表示,他们已经找到了一种很好的材料,可以实现全固态电池的实用化。如果成功,这将彻底改变EV市场的格局。

丰田计划最早于2027年向市场推出配备全固态电池的EV,这种电池的充电时间不到10分钟,续航里程可达到约1200公里,是现有EV的两倍。这种电池的充电时间短,续航里程长,而且寿命也更长,解决了以往电池的弱点。


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丰田与出光兴产达成量产合作

为了实现全固态电池的量产化,丰田将加紧技术开发。全固态电池与目前主流的液态锂离子电池不同,其电解质是固态的。固态电解质和固态电极必须紧密贴合在一起,不能分离。如果充放电造成电极反复膨胀和缩小,电解质和电极就会分离,导致电池无法使用。


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锂离子电池和固态电池的示意图

丰田在全固态电池的研究方面处于领先地位,拥有超过1000项相关专利。2020年夏季,全球首款配备全固态电池的车辆已经获得了车牌,并进行了行驶测试。当时的目标是在2020年代前半期将其配备在混合动力车(HV)上。

随着电动车的趋势越来越明显,丰田的全固态电池实用化将加速电动车的普及。丰田计划在2026年之前将年销量提高到150万辆,到2030年之前实现年销量350万辆。此外,其他汽车制造商也在积极推进全固态电池的研究和开发。日本产业技术综合研究所预计,全固态电池(硫化物类)的制造成本为每千瓦时6万~35万日元,比现有锂离子电池高出4~25倍。要实现全固态电池的广泛应用,需要降低制造成本。因此,未来的关键在于开发量产工艺和降低成本的技术。


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丰田的动力电池计划

全固态电池被认为是液态锂离子电池的下一代替代产品,备受关注。调查公司富士经济预测,到2040年,全固态电池市场规模将扩大到3.8605万亿日元。日产汽车计划在2028年将配备自主开发的全固态电池的EV推向市场,并在2024年在横滨工厂设置试制品的生产线,验证材料、设计及制造工艺。宝马计划在2025年之前公开搭载全固态电池的实证车辆,并在2030年之前实现量产。


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锂离子电池和全固态电池的不同

除了全固态电池的开发,丰田还计划提高现有液化锂离子电池的性能。计划在2026年推出新一代产品,充电时间只需要20分钟,可以行驶约1000公里,续航距离是现有EV“bZ4X”的两倍。如果2027~2028年推出配备全固态电池的EV,到2030年就能够有配备多种电池的车型。