中投網(wǎng)2025-04-15 09:38 來源：中投顧問產(chǎn)業(yè)研究大腦
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在全社會綠色轉(zhuǎn)型的過程中，在實現(xiàn)碳達峰碳中和的各種技術(shù)里，新型電池扮演著不可或缺的關(guān)鍵的作用。新能源汽車、低空飛行器和人形機器人等新興產(chǎn)業(yè)，都需要安全且能量密度高的動力電池；輔助光伏風(fēng)電等新能源電池平穩(wěn)上網(wǎng)，調(diào)整電網(wǎng)用電的波峰波谷，確保整個新型電力體系的安全和高效，需要安全低成本儲能電池。
未來幾年，各種不同技術(shù)路線的新型電池還會不斷推出，各下游領(lǐng)域的配套需求會帶動新型電池市場規(guī)模快速增長，新型電池將很快成為萬億級產(chǎn)業(yè)，而且未來增長空間巨大。
中投顧問發(fā)布的《2025-2029年中國新型電池行業(yè)應(yīng)用場景剖析及投資機會研究報告》，詳細分析了鋰離子電池、鈉離子電池、液流電池、固態(tài)電池和氫燃料電池的現(xiàn)狀和趨勢，是新型電池產(chǎn)業(yè)的專業(yè)參考資料。
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在全球電動汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的浪潮中，電池技術(shù)的革新成為了推動行業(yè)前進的核心動力。豐田作為汽車領(lǐng)域的巨頭，其全固態(tài)電池量產(chǎn)計劃備受矚目。全固態(tài)電池憑借潛在的高性能優(yōu)勢，有望重塑電動汽車的未來格局。本文將圍繞豐田全固態(tài)電池量產(chǎn)計劃，從技術(shù)參數(shù)、裝車規(guī)劃以及量產(chǎn)挑戰(zhàn)等方面進行深度剖析。
一、技術(shù)參數(shù)：突破能量密度極限
豐田在全固態(tài)電池的研發(fā)道路上，毅然選擇了硫化物電解質(zhì)技術(shù)路線，這一決策背后蘊含著對未來電池技術(shù)發(fā)展方向的深刻洞察。硫化物電解質(zhì)之所以備受青睞，源于其獨特的晶體結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成。在電池內(nèi)部，離子的傳導(dǎo)效率是決定電池性能的關(guān)鍵因素之一，而硫化物電解質(zhì)能夠為離子傳導(dǎo)構(gòu)建起高效的通道，如同為離子搭建了一條暢通無阻的“高速公路”，使得離子能夠在電池內(nèi)部快速遷移，從而具備了實現(xiàn)高能量密度的巨大潛力。
豐田為全固態(tài)電池設(shè)定了令人矚目的目標能量密度——400Wh/kg。這一數(shù)值在當(dāng)前電池技術(shù)領(lǐng)域堪稱一個飛躍。目前，市場上廣泛應(yīng)用的多數(shù)鋰離子電池，其能量密度大多處于200-300Wh/kg的區(qū)間。從能量存儲的基本原理來看，能量密度的提升意味著在相同的體積或重量條件下，電池能夠儲存更多的電能。
以一輛普通的電動汽車為例來直觀感受一下這種能量密度提升帶來的變化。假設(shè)一輛電動汽車原本搭載的是能量密度為250Wh/kg的鋰離子電池，在這種情況下，車輛的續(xù)航里程大約為400公里。當(dāng)這輛車換裝了豐田目標能量密度為400Wh/kg的全固態(tài)電池后，在其他條件不變的情況下，依據(jù)能量與續(xù)航的大致線性關(guān)系進行估算，車輛的續(xù)航里程理論上可以提升至640公里左右，提升幅度高達60%。當(dāng)然，在實際應(yīng)用中，車輛的續(xù)航里程還會受到諸如風(fēng)阻系數(shù)、電機效率、車載設(shè)備能耗等多種因素的綜合影響。但無論如何，高能量密度的全固態(tài)電池為電動汽車續(xù)航里程的顯著增長奠定了堅實的基礎(chǔ)，也為電動汽車在長途出行、高性能駕駛等場景下的廣泛應(yīng)用開啟了新的可能，有望打破消費者對電動汽車續(xù)航能力的固有認知，推動電動汽車在市場上的進一步普及。
二、裝車規(guī)劃：引領(lǐng)電動跑車續(xù)航新高度
豐田對于全固態(tài)電池的應(yīng)用有著清晰而宏偉的規(guī)劃，計劃在2027年將全固態(tài)電池成功應(yīng)用于雷克薩斯電動跑車。這款即將問世的電動跑車預(yù)計將擁有令人驚嘆的續(xù)航里程——1,200km。這一續(xù)航成績在電動汽車領(lǐng)域無疑具有革命性的意義。
在長途出行場景中，1,200km的續(xù)航能力帶來的實用價值不可小覷。以國內(nèi)城市間的通行情況為例，從北京到上海，直線距離約為1200km。駕駛這款搭載全固態(tài)電池的雷克薩斯電動跑車，在理想的情況下，幾乎可以實現(xiàn)從北京到上海的直達行程，無需頻繁地中途充電。
在過去，電動汽車用戶在進行長途出行時，往往面臨著諸多困擾。他們需要花費大量的時間和精力去規(guī)劃充電站點，在地圖上仔細尋找充電樁的位置。然而，即便做了充分的規(guī)劃，也可能會遇到充電樁故障、排隊等待充電等問題，這些情況不僅會延誤行程，還會給用戶帶來極大的不便和焦慮。
而豐田的這一裝車規(guī)劃，有望徹底改變電動汽車長途出行的現(xiàn)狀。它讓電動汽車的長途出行變得如同燃油汽車一般便捷，極大地提升了用戶體驗。同時，這也將重塑消費者對電動汽車續(xù)航能力的認知，使得電動汽車在高端汽車市場的競爭力得到顯著提升，吸引更多消費者選擇電動汽車，推動電動汽車行業(yè)向更高水平發(fā)展。
三、量產(chǎn)挑戰(zhàn)：成本與良品率的雙重困境
盡管豐田在全固態(tài)電池領(lǐng)域的研發(fā)取得了一定的成果，前景看似光明，但在實際的量產(chǎn)過程中，卻面臨著諸多嚴峻的挑戰(zhàn)。
首先是電解質(zhì)成本過高的難題。目前，豐田全固態(tài)電池的電解質(zhì)成本高達$500/kWh，這一高昂的成本使得電池的整體造價居高不下。以一輛常規(guī)搭載80kWh電池的電動汽車為例，僅電解質(zhì)部分的成本就高達40,000美元。如此高昂的成本，使得電動汽車在市場定價上毫無優(yōu)勢可言。相比之下，目前市場上成熟的鋰離子電池技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⒊杀究刂圃谙鄬^低的水平，這使得采用鋰離子電池的電動汽車在價格上更具競爭力。過高的成本嚴重限制了豐田全固態(tài)電池電動汽車的市場推廣，使得其難以在市場上與其他產(chǎn)品競爭。
除了成本問題，良品率也是豐田在量產(chǎn)過程中亟待解決的關(guān)鍵問題。目前，豐田全固態(tài)電池的良品率小于50%，這意味著在生產(chǎn)過程中，超過一半的產(chǎn)品會出現(xiàn)質(zhì)量問題，需要進行返工或直接報廢。這不僅造成了原材料、人力、時間等資源的大量浪費，大幅增加了生產(chǎn)成本，還嚴重影響了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的交付速度。在競爭激烈的電動汽車市場中，無法按時交付高質(zhì)量的產(chǎn)品，將會使豐田在固態(tài)電池商業(yè)化的道路上落后于競爭對手，錯失市場機遇。
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