2024/05/14日經英語新聞 SAYU MITAKE 和RYOHTAROH SATOH的文章

日産汽車公司和日本其他公司正在投入數百萬美元開發固態電池，他們相信這種電池可以取代目前爲全球幾乎所有電動汽車提供動力的锂離子電池。

但是，盡管在基礎開發方面已經取得了一些突破，但懷疑論者認爲，要達到重塑電動汽車格局所需的大規模生産水平，全球仍需幾十年的時間。

對日本來說，尋求商業上可行的固態電動汽車電池尤爲迫切。在讓出锂離子電池領域一度強大的領先地位後，日本正競相證明新技術不負衆望。

與锂離子電池相比，固態電池的輸出功率更高、壽命更長、起火風險更低。然而，大規模生産固態電池仍然是一項挑戰。到目前爲止，只有用于可穿戴設備或機器人的小型電池能夠大規模生産。

日産汽車公司今年4月表示，該公司在開發下一代電池方面取得了技術“突破”，其目標是在2028年開始在電動汽車上使用這種電池。該汽車制造商正在東京附近的橫濱建設一座試驗工廠，將于明年3月開始運行，以探索實現大規模生産的方法。

在電池中，離子在陽極和陰極兩半之間流動，以儲存或釋放能量。在固態電池中，分隔這兩部分的材料是固體，而在傳統的锂離子電池中則是液體。

其中一個挑戰是通過使固態材料“連貫”（有點像把石頭粘在一起）來增強離子導電性。日産表示，它已經找到了一種合適的材料組合，可以解決這個問題以及其他問題。

日産汽車研究中心負責人土井和弘在上個月的一次簡報會上對記者說：”幾年前，當我們說要開發它們時，我們對實現目標的方法和存在的問題一無所知。現在我們知道我們必須制造什麽了。如何制造它們將是我們面臨的挑戰”。

日産執行副總裁坂本秀行說，“加快制造過程”將是一項重要任務。他告訴《日經亞洲》：“現在，我們正在一個接一個地制造固態電池”，而現有汽車電池的制造速度足以每年供應數千輛電動汽車。

該試驗工廠的年産量預計將達到近100兆瓦，足以爲大約2000輛電動汽車制造電池。傳統電池廠的産能通常至少是它的30倍。

其他日本汽車制造商也在急于開發固態電池。豐田汽車與日本煉油商出光合作，計劃在2028年3月前在國內建成一條電池生産線。本田汽車公司也在研究這種技術，目標是在2020年代末推出的下一代電動汽車中安裝這種電池。

這種雄心不僅在商業上意義重大。日本政府正在通過資助合適材料的研究等方式，支持該技術的研發，並將其視爲日本有可能展現全球領導力的戰略領域。

日本希望避免重蹈锂離子電池的覆轍。松下和其他日本制造商曾一度在锂離子技術領域領先全球，但後來被中國的CATL和韓國的LG能源解決等公司超越。在汽車制造商競相生産更多電動汽車的背景下，當需求起飛時，中國和韓國制造商投資新工廠的速度要快得多。松下等日本制造商則謹慎得多，部分原因是日本汽車制造商對電動汽車持懷疑態度。

率先實現電動汽車固態電池的商業化，不僅將極大地推動日本在電池市場的發展，還將有助于日本向電動汽車的轉型，而在這一領域，日本的發展速度一直慢于其他國家。

但與锂離子電池一樣，日本也面臨著來自國外的競爭。

今年1月，中國成立了一個由政府牽頭的財團，其中包括甯德時代（CATL）和汽車制造商比亞迪，目的是到2030年實現固態電池的商業化，並建立固態電池的供應鏈。中國政府正在結合競爭對手的知識，利用人工智能和其他技術，加緊研發下一代電池。

在韓國，三星電子的集團公司三星SDI已經啓動了一條試驗生産線，並計劃在2027年開始大規模生産電動汽車等應用的電池。現代汽車公司的目標也是在2027年量産這種電池。

日本可能在某些領域先行一步。Maxell公司是固態電池生産領域的領軍企業，已經開始爲工廠自動化應用生産固態電池。

高級經理山田正幸說：”我們最初的重點是那些不能使用傳統锂離子電池的客戶，例如在100攝氏度的環境中[運行]100年的産品”。

前日立集團公司投資20億日元（1300萬美元）在京都建廠，于2023年開始大規模生産這種電池。該公司計劃在本財年再向其工廠投資數億日元。

預計到2030財年，新業務的銷售額將達到300億日元。

據Maxell公司估計，其電池可以在105攝氏度的環境中存放20年，而能量只損失一半左右。該公司稱，在這個溫度下，普通電池會發生故障，甚至起火。

Maxell公司表示，在去年發布該産品後，它收到了來自世界各地的汽車制造商和工廠自動化公司的詢問。執行總裁佐野健一說，“全球所有主要的輪胎制造商”都與該公司進行了接觸。他解釋說，固態電池可爲輪胎中的傳感器供電，因爲傳統電池無法承受輪胎對路面的沖擊。

不過，就電動汽車市場而言，人們對固態電池仍持懷疑態度。

名古屋大學客座教授佐藤昇說，固態電池“不可能”在2030年前取代10%以上的锂離子電池市場。他說，在提高行駛裏程和能量輸出所需的領域，仍然缺乏技術突破。他補充說：”市場上不僅固體電解質的制造商很少，而且價格昂貴。這將進一步推高電動汽車電池的價格--這已經是電動汽車最昂貴的部分了”。

雖然固態電解質更耐用，不易起火，但在加熱時更容易膨脹，從而在材料之間産生微小裂縫，降低電池性能。

Maxell公司的山田說：”爲了提高能量密度，你必須在相同的空間內儲存更多的锂。熱膨脹會導致“更顯著的體積變化”。

能量密度對電動汽車至關重要，因爲它決定了汽車在一定體積的電池中每次充電可行駛的距離。Maxell用于工廠的産品的能量密度約爲智能手機常用電池的五分之一。

固態電池還容易進水，因此生産線需要特殊設備來隔絕濕氣。日本最大的汽車制造商豐田公司曾表示，“2030年以後”才會大規模生産裝有固態電池的汽車。

日本一家電池材料供應商的高管表示，他對一些分析師關于固態電池市場將迅速擴大的預測持懷疑態度。

他說：”如果市場向固態電池方向發展，是的，這將對包括他的公司在內的現有材料供應商産生很大影響。但他補充說，作爲全球最大的電池市場，中國不太可能在短期內轉向新技術”。

“這項技術仍處于努力獲得市場認可的階段。現在做任何市場預測都爲時尚早，"他說。