2022年4月11日,日產(chǎn)汽車公司公布了疊層軟包全固態(tài)電池(ASSB)電芯的試點生產(chǎn)設(shè)施,并計劃于2028年正式投產(chǎn)。并計劃在2024財年在日本橫濱建造試點工廠,在材料、設(shè)計和制造工藝等方面不斷對試點生產(chǎn)進行研究。
電池成本方面:計劃到2028財年,全固態(tài)電池(ASSB)能夠?qū)㈦姵爻杀窘抵撩壳邥r75美元(約合477.4元人民幣),同時通過不斷的創(chuàng)新,未來將成本進一步降低至每千瓦時65美元(約合413.8元人民幣),以實現(xiàn)電動車型和燃油車型的成本平價。
作為一項足以改變行業(yè)的先進技術(shù),全固態(tài)電池(ASSB)將進一步加速電動汽車的普及。全固態(tài)電池(ASSB)的能量密度接近傳統(tǒng)鋰離子電池的兩倍,擁有出色的充、放電性能,將進一步縮短充電時間。同時,由于降低了昂貴原材料的使用率,可將電池成本降至更低。
日產(chǎn)汽車公司執(zhí)行副總裁,負責(zé)研發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)的中畔邦雄(Kunio Nakaguro)先生表示:“日產(chǎn)汽車通過廣泛的研發(fā)工作,積極投身于分子級電池材料的研究、安全且高性能電動車型開發(fā)等領(lǐng)域,引領(lǐng)電驅(qū)化技術(shù)的發(fā)展。同時,日產(chǎn)汽車利用電動車型作為儲能電池支持城市的發(fā)展?!?/span>
日產(chǎn)汽車公司執(zhí)行副總裁,負責(zé)研發(fā)與產(chǎn)品開發(fā)的中畔邦雄(Kunio Nakaguro)先生
“日產(chǎn)汽車以往在研發(fā)實踐中所積累的知識和經(jīng)驗,將助力全固態(tài)電池(ASSB)的開發(fā)。目前,我們已經(jīng)擁有了重要的技術(shù)積累。未來,日產(chǎn)汽車的研發(fā)和生產(chǎn)部門將繼續(xù)協(xié)作,充分利用試點生產(chǎn)設(shè)施,加快全固態(tài)電池(ASSB)的商業(yè)應(yīng)用,”中畔邦雄(Kunio Nakaguro)先生補充道。
當(dāng)天日產(chǎn)汽車相關(guān)負責(zé)人回答了媒體對全固態(tài)電池技術(shù)提出的問題,以下是采 訪記錄(有刪減)。
受訪人:
日產(chǎn)汽車公司執(zhí)行官、執(zhí)行副總裁 中畔邦雄 先生
日產(chǎn)汽車公司副總裁、聯(lián)盟全球副總裁、日產(chǎn)汽車研究中心負責(zé)人 土井三浩 先生
日產(chǎn)汽車公司先進材料加工實驗室副總經(jīng)理 諸岡正浩 先生
日產(chǎn)汽車公司先進材料加工實驗室專家負責(zé)人 新田芳明 先生
日產(chǎn)汽車公司先進電池生產(chǎn)研發(fā)部門副總經(jīng)理 押原建三 先生
日產(chǎn)汽車公司電動汽車系統(tǒng)實驗室高級經(jīng)理 青谷幸一郎 先生
媒體:全固態(tài)電池的優(yōu)勢是什么?
土井三浩:謝謝您的提問。搭載了全固態(tài)電池車輛的優(yōu)勢還是能量密度高,行駛里程更長,同樣里程下減輕了電池的重量。另外,快充性能非常好,今后包括中國在內(nèi)提升快充性能很有必要。即使是在高溫情況下也能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電,消費者在使用電動車的時候也更加方便。
還有一點,實際使用中電池會以電池包的形式嵌入到車輛內(nèi)部,傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池可以在60°、70°的溫度使用,但全固態(tài)電池即使是在100°左右的高溫中都可以使用,所以可以減少電池包的冷卻過程,電池包能夠更輕更小。
純電動汽車的電池越輕越小,對于車輛會更加便利。但對于重型車輛而言,需要搭載的電池包也會更多,車輛制造方面也更困難。對于消費者來說,即使是重型車輛,他們也希望擁有與傳統(tǒng)燃油車或混合動力相同的使用體驗,因此為了制造出滿足這種需求的電動汽車,全固態(tài)電池這樣的技術(shù)必不可少。
媒體:日產(chǎn)汽車的全固態(tài)電池,電池密度能做到多少?
土井三浩:從材料組合考慮,電池的能量密度達到1000Wh/L左右已經(jīng)是極限了。但在實驗中,我們也發(fā)現(xiàn)了能達到更高密度的固體材料,但考慮到實際應(yīng)用中,不能只追求電池的高能量密度,還要綜合考量快速充電性能、安全性、耐久性、成本等問題,所以實際在商用的時候,1000Wh/L是比較合適的,低溫的時候希望能夠發(fā)揮同樣的性能。
媒體:包括豐田在內(nèi)的車企都曾吐槽固態(tài)電池生產(chǎn)成本高,對于日產(chǎn)而言,未來如果想大規(guī)模應(yīng)用的話,應(yīng)該如何降低電池成本?
土井三浩:謝謝您的問題。不僅是技術(shù)因素,成本還涉及到很多方面的問題。在技術(shù)方面,由于全固態(tài)電池本身的能量密度高,隨著單位體積能量密度的提高,我們可以實現(xiàn)電池的小型化,減少了原材料的使用。
另外,目前的液態(tài)鋰離子電池正極會用到鎳錳鈷(NMC)等材料,但隨著液態(tài)鋰離子電池的原材料價格在不斷上漲,今后液態(tài)鋰離子電池的成本也會不斷升高。因此,全固態(tài)電池的正極材料方面,我們現(xiàn)在也在考慮無鈷或者少鈷,減少稀有金屬材料進行研究。
其實液態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)電池都是處于同樣的趨勢。首先我們要找到一個好的正極材料,比如硫磺、錳等常見材料,今后我們要用常見的金屬材料進行不斷地嘗試。這也是全固態(tài)電池的優(yōu)勢之一,它可選的材料非常豐富。
另外,生產(chǎn)工藝也是影響成本的因素之一。全固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝,有些價格高,有些價格低。比如今天展示給大家的利用“干式工藝”( dry process)制備正極的視頻,是將活性物質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)放入有機溶劑中混合制作成泥漿狀物質(zhì),利用這種工藝有可能在短期內(nèi)快速降低成本。
另外,硫化物這類固態(tài)電解質(zhì)本身不喜歡水分,我們需要給它提供一個比較干燥的環(huán)境,這樣需要讓整個生產(chǎn)線處于非常干燥的狀態(tài),這個過程中可能還要用電、排放二氧化碳等,成本就會增加。所以我們設(shè)想可以把一部分的生產(chǎn)線空間進行干燥處理,這也可以算是一種降低成本的挑戰(zhàn)。因此,在材料、生產(chǎn)工藝等方面,我們尋找降低成本、控制成本的方法。
媒體:預(yù)計全固態(tài)電池實現(xiàn)商業(yè)化還需要比較久的時間,那么半固態(tài)電池的技術(shù)路線價值如何?日產(chǎn)有沒有考慮前期先推出一款半固態(tài)電池來占領(lǐng)技術(shù)高地,之后再按部就班地推出全固態(tài)電池?
土井三浩:謝謝您的提問。這種可能性我覺得還是有的,半固態(tài)電池方面我們也進行了探討,但是我們主要的目標(biāo)還是全固態(tài)電池,原因是全固態(tài)電池在高溫狀態(tài)下也能夠使用,而且充電性能非常好,能夠減少冷卻的工作。為追求整體的優(yōu)勢,我們也在考慮半固態(tài)電池。二者互有利弊,也許半固態(tài)電池生產(chǎn)上更容易。但是相反,半固態(tài)電池中有液體,有液體存在的話在使用溫度上會有局限性,這是半固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)。所以說現(xiàn)在我們的路線圖主要是考慮全固態(tài)電池。據(jù)我了解目前中國的一些廠商也在研發(fā)半固態(tài)電池。
媒體:日產(chǎn)汽車計劃在2024財年在日本橫濱建造全固態(tài)電池試點工廠。那么,能否透露一下日產(chǎn)汽車在全固態(tài)電池實現(xiàn)商業(yè)化的道路上,下一個重要的里程碑節(jié)點是什么?同時我也想了解一下全固態(tài)電池會率先應(yīng)用在哪些產(chǎn)品上。
土井三浩:謝謝您的提問。下一個重要的里程碑階段性目標(biāo),我想可能就是2024年在試點工廠制造大尺寸的電池。但在這之前我們可能首先要選擇好材料,可能這是非常重要的一個階段性目標(biāo)。但是材料方面我們還要做很多細微的調(diào)整,但是至少我們要把正極、負極以及電解質(zhì)大概的材料方向,盡可能在今后一兩年內(nèi)確定好。
至于全固態(tài)電池會率先應(yīng)用在哪些產(chǎn)品上,我現(xiàn)在還不能確定。但如我前面所說,由于重型的純電動汽車不好設(shè)計,不好發(fā)揮性能,成本也會更高,所以我們想挑戰(zhàn)這一課題,首先研發(fā)出能搭載在大型車輛上的電池,這樣包括電池包在內(nèi)的車輛成本便會降低。這樣,將來小型車輛上也會需要這樣的電池。
來源:第一電動網(wǎng)
作者:文隆
本文地址:http://www.medic-health.cn/news/jishu/172711
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