丰田汽车公司近日宣布在固态电池技术上取得突破，计划将电动汽车的电池尺寸、成本和重量减半。该公司碳中和R&D中心总裁Keiji Haida表示，丰田致力于彻底改变电池太大、太重、太贵的现状，无论是液体电池还是固体电池。他表示，该公司将努力将这些因素减半，并简化电池材料的生产工艺，以降低固态电池的成本。作为世界上最大的汽车制造商之一，丰田上个月宣布了其在2027年左右将电动汽车固态电池技术商业化的计划。丰田还与松下合作开发这项技术，并通过合资电池企业共同推进固态电池的研发和生产。丰田表示，该公司已经实现了解决固态电池耐久性的技术突破和材料解决方案。预计配备固态电池的电动汽车续航里程将达到1200公里，充电时间将缩短至10分钟甚至更短。对于相对缓慢的电动汽车制造商丰田来说，固态电池有望成为改变游戏规则的因素，以缩小与特斯拉等竞争对手的差距。自丰田宣布固态电池计划以来，该公司股价上涨了13%。固态电池被视为电动汽车替代燃油汽车的终极电池解决方案。尽管许多汽车制造商公开承认，他们的固态电池开发项目因技术挑战而推迟，但业界仍对固态电池的未来抱有乐观的预期。业内之所以如此追捧固态电池，是因为目前电动车常用的液态锂电池，无论是三元锂还是磷酸亚铁锂技术路线，在能量密度上已经接近理论上限。固态电池最大的特点是用固体电解质代替传统锂电池的电解质和隔膜，使电池更加紧凑小巧，能量密度大幅提高到500Wh/Kg甚至更高。能量密度的提高将直接改善电动汽车的驾驶体验，减少甚至消除消费者因电池续航里程不足而产生的焦虑和担心。此外，更小的固态电池还可以减轻电动汽车的重量，这将带来车辆操控性和内部空间的改善。此外，固态电池由于使用固体电解质，具有更高的化学稳定性，因此在避免热失控和电解液泄漏方面也具有优势，可以大大提高电动汽车的安全性。但现实情况是，固态电池的商业化进程确实面临诸多挑战，积极投入该领域的日本企业也在不断推迟量产时间表。以丰田为例，其原计划在2020年东京奥运会上展示固态电池技术，但由于技术挑战，该计划被推迟至2025年左右开始量产，随后进一步推迟至2027年。全球最大的动力电池制造商当代安培科技有限公司董事长曾玉群曾说:“固态电池有很多基础科学技术问题没有解决。我们公司深耕10多年，仍然认为难以形成技术上可行、市场上有竞争力的产品。”成本也是一块绊脚石。固态电池的生产成本比较高，主要体现在固体电解质和正负极上。资料显示，固体电解质使用的部分稀有金属原料价格昂贵，氧化物电解质含锆，硫化物电解质含锗，用于高能量密度的高活性正负极材料尚未成熟，铜锂复合带价格高达万元/公斤。此外，全固态电池对生产工艺、成本和质量控制也提出了更严格的要求，生产设备更新换代率大，预计全固态电池的成本将明显高于现有的液体电池。事实上，尽管固态电池的商业化需要克服技术和生产上的困难，但汽车制造商仍然对固态电池充满期待，并在不断努力推动其商业化。固态电池的商业化可能需要时间，但它为电动汽车的革命性发展提供了希望，并有望促进电动汽车与燃油汽车媲美甚至超越的体验。丰田的最新进展为固态电池的商业化带来了积极的消息，进一步推动了这项技术在电动汽车领域的前景。尽管仍有许多技术和生产挑战需要克服，但固态电池的不断发展和突破显示了其巨大的潜力，为电动汽车行业带来了更多的可能性和前景。中国科技大学最近的一项研究也表明，降低固态电池的成本并非完全不可能。马成教授领导的团队最近开发了一种新型固体电解质。据悉，其综合性能与目前最先进的硫化物和氯化物固体电解质相近，但成本不到后者的4%，非常适合工业化应用。光大证券在研报中表示，由于对高能量密度、高安全性电池的追求，各国企业进入军备竞赛阶段，纷纷加大固态电池的研发。预计2024-2025年将是半固态电池商业化的拐点，2030年全固态电池将实现商业化。