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日本是否可以只依靠全固態電池?

2021/06/29

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脫碳經濟

  中山淳史:全固態電池領域的狂熱景象與20年前的液晶面板熱潮時相似。這種電池被稱為純電動汽車(EV)遊戲規則的改變者。哪個國家的企業能率先實現量産是各方關注的焦點。日本政府6月18日發佈成長戰略,在提出重振半導體技術的同時,還對日本國內企業推進全固態電池實用化表明瞭期待。

     

  全固態電池結構簡單,只需讓正負極材料夾住類似橡皮的電解質塊。但由於是電子整齊劃一流動的“固態”,顯示發電效率的能量密度達到此前“液態”鋰電池的2倍。純電動汽車的續航距離將隨之延長至2倍。

        

  量産化競爭也面臨險峻道路

          

  另一方面,生産全固態電池時的加工比較困難,除了無塵車間(Cleanroom)之外,還需要防止産生有毒硫化氫的乾燥室(Dryroom)。生産成本必將提高,這成為阻礙,所有企業都未能量産全固態電池。雖然有報道稱中國的新興企業已取得成功,但消息的真偽難以確定。

    

全固態電池的試製品

          

  那麼,最接近實用化的企業是哪家呢?從專利數量來看是豐田。從日本企業整體來看,專利數量佔到世界的59%。看到日本企業跨越剩下的若干技術壁壘、久違地發揮實力是好事。

    

  車載電池與半導體並列,也開始被稱為經濟安全保障方面的重要戰略物資。不過,日本要在車載電池上實現單點突破,或許也存在風險和問題。其一是需求。伴隨全球脫碳化趨勢,純電動汽車的全面普及已成為大概率事件。歐洲和中國提出了使鋰電池年産量分別增至可供逾1100萬輛汽車使用(約700吉瓦時=7億千瓦時)的計劃。美國也推出大規模的補貼制度,開始從全世界吸引相關企業,但投資對象全部為液態電解質電池。

     

  雖然液態電解質電池的技術進步變得緩慢,但並未停止。至少在今後10年裏,成本和續航距離都有望改善。假設全固態電池在2030年左右開始量産,兩種電池的成本差也很明顯。有觀點認為,全固態電池的需求最初將僅限于高檔車等,按比例來説,僅為新車産量整體的1成左右。

       

  當然,到2040年左右全固態電池的量産全面啟動後,成本也將下降,但替代液態電解質電池也需要一定時間。這樣一來,日本目前的問題就是確保液態電解質電池的産能。雖然很少為人所知,但由於液態電解質電池難以進行安全管理,運輸時容易起火等,很難依賴進口。這樣下去,2025年日本的産能將僅為歐洲力爭達到的規模的18分之1,即不到40吉瓦時。日本與歐洲的差距或將擴大,日本需要分秒必爭地進行大規模投資。

      

  日本在純電動汽車社會的國家戰略上遜色

         

  在電池領域,還有另一個重要的問題。那就是日本在國家戰略上遜色於世界,尤其是遜色于歐洲。其背後是瞄準以純電動汽車為中心的汽車社會,日本在構築經濟機制和制定戰略方面存在欠缺。本來這些經濟機制和戰略才是基礎,將長期影響企業的競爭力。

        

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