企業(yè)副總裁 雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟全球副總裁、綜合研究所所長 土井三浩 先生

近日，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)。日產(chǎn)全固態(tài)電池試點生產(chǎn)設(shè)施位于日本神奈川縣的日產(chǎn)汽車研究中心（Nissan Research Center）內(nèi)，該項目旨在進(jìn)一步推動全固態(tài)電池（ASSB）的開發(fā)與應(yīng)用。

日產(chǎn)汽車核心團(tuán)隊圍繞全固態(tài)電池優(yōu)勢、開發(fā)與應(yīng)用、技術(shù)難點及商業(yè)化路線等問題，召開了中國媒體線上溝通會。日產(chǎn)副總裁雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟全球副總裁、綜合研究所所長土井三浩，攜多位技術(shù)專家答疑解惑，與中國媒體進(jìn)行了充分交流。

全固態(tài)電池的優(yōu)勢

土井三浩表示：“全固態(tài)電池的優(yōu)勢是能量密度高，行駛里程更長，同樣里程下減輕了電池重量。同時，快充性能更優(yōu)異，即使高溫下也能快速充電。此外，實際使用中電池以電池包形式嵌入車內(nèi)，傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池可在60°、70°使用，全固態(tài)電池即使在100°的高溫都可以使用?！?/p>

“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?！?/p>

全固態(tài)電池技術(shù)難點及商業(yè)化痛點

土井三浩在溝通會表示：“全固態(tài)電池中，固體和固體間要均勻混合，保持均壓非常重要，這是一項全新的技術(shù)。鋰離子電池的電解質(zhì)是液態(tài)的，所以導(dǎo)電性非常出色。但全固態(tài)電池中，電解質(zhì)變?yōu)榱斯虘B(tài)，為確保固態(tài)與固態(tài)間的離子傳導(dǎo)性能，電芯材料、電芯設(shè)計、生產(chǎn)工藝等都要逐一確認(rèn)?！?/p>

先進(jìn)材料與加工研究所主管研究院諸岡正浩：“技術(shù)層面，全固態(tài)電池不同于液態(tài)電池的是，正極和電解質(zhì)之間、電解質(zhì)和負(fù)極之間，雖然有各自的界面，但是全固態(tài)電池中需要人工制作界面。材料選擇方面，日產(chǎn)利用材料信息學(xué)（MI）這樣的新技術(shù)，在亞氧化銅等無數(shù)選項中選擇最佳選項，再把它應(yīng)用到電芯研發(fā)中，才能做出性能優(yōu)異的電池?！?/p>

全固態(tài)電池密度極限是多少？

土井三浩：“從材料組合考慮，電池能量密度達(dá)到1000Wh/L左右是極限了。在實驗中，我們發(fā)現(xiàn)了能達(dá)到更高密度的固體材料，但考慮實際應(yīng)用不能只追求電池密度，還要綜合考量多重因素，所以1000Wh/L是比較合適的?！?/p>

先進(jìn)材料與加工研究所專家負(fù)責(zé)人新田芳明：“低溫對電池活性是挑戰(zhàn)。關(guān)于固態(tài)電解質(zhì)的低溫活性，學(xué)術(shù)方面已經(jīng)得到證實，被稱為“活化能”。但在電池中，低溫下固態(tài)電解質(zhì)的性能會有所下降，我們在研究中也遇到同樣的問題。這就涉及到“界面”的問題，如果能處理好界面的形成，就能減輕這個問題，目前我們有了一定的目標(biāo)?！?/p>

如何降低全固態(tài)電池的生產(chǎn)成本

土井三浩：“不僅是技術(shù)因素，成本還涉及很多方面的問題。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，從而減少原材料的使用?！?/p>

“全固態(tài)電池的正極材料方面，我們在考慮無鈷或者少鈷，減少稀有金屬作進(jìn)行研究，用常見金屬材料進(jìn)行嘗試，這是全固態(tài)電池的優(yōu)勢之一，它可選的材料非常豐富?！?/p>

“另外，生產(chǎn)工藝也是影響成本的因素。利用“干式工藝”（dry process）制備正極可以將活性物質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)放入有機(jī)溶劑中混合制作成泥漿狀物質(zhì)——這種工藝有可能在短期內(nèi)快速降低成本。”

會率先應(yīng)用于哪些產(chǎn)品

土井三浩：“下一個里程碑階段性目標(biāo)，可能是2024年在試點工廠制造大尺寸的電池。但在此之前我們首先要選好材料，這是非常重要的一個階段性目標(biāo)。選擇材料方面我們還要做很多細(xì)微的調(diào)整，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，現(xiàn)在還不確定。由于重型的純電動汽車不好設(shè)計，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)的車輛成本會降低。同樣，將來小型車輛也會需要這樣的電池。”

編輯|王振超

關(guān)鍵詞： 土井三浩