NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      對於在純電動汽車（EV）領域起步較晚的日本汽車製造商而言，「全固態電池」被認為是其能否挽回頹勢的關鍵。與現有鋰離子電池相比，全固態電池的特點是充電時間短，但行駛距離長。「固態」技術將會為電池的功能和安全性帶來什麼不同呢？下面將通過三張圖來介紹這項備受期待的新技術。

      決定電池性能的是「電解質」，它位於正負電極之間，是攜帶電子的離子來回運動的地方。離子能夠産生電流，使離子更容易通過電解質，是技術的關鍵。

      在鋰離子電池中，鋰離子經由液體電解質從負極移動到正極，由此産生電流。全固態電池原理與之相同。然而，當電解質全部為固體時，離子就很難通過粒子與粒子之間的邊界部位，這是一個問題。

      進入21世紀，業界發現了出色的化合物，為全固態電池應用於EV的研發開闢了道路。此外還開發出了可減小邊界部位阻力的技術，使得離子能夠快速穿過電解質。

      預計使用全固態電池的話安全性也會提高。使用可燃性液體的鋰離子電池，一旦起火就會發生劇烈燃燒。因此需要用堅固的金屬容器保護電池，這樣會帶來重量大的缺點。此外，在快速充電時，需要冷卻裝置來減少熱量的産生。

      而全固態電池則使用不易燃燒的材料，提高了設計自由度，也使得小型化和輕量化成為可能。

注：鋰離子電池是指豐田現行EV「bZ4X」（中國CLTC模式）的情況

      豐田汽車計劃在2027～2028年開始銷售全固態電池EV。目標是充電10分鐘以內，達到約1200公里的續航距離，這樣的續航距離相當於傳統型EV的兩倍。日産汽車計劃在2028年度向市場投放全固態電池EV，本田也計劃在2020年代後半期投放。

注:EV·PHV·FCV的合計。統計14個主要國家的銷售，可能與公司公佈值不同。出處:MarkLines

      在全球EV市場中，中國的比亞迪（BYD）、美國的特斯拉及德國的大眾（VW）集團處於領先地位。如果全固態電池能夠被實用化，那麼日本車企的翻身也將能預見。

    什麼時候，由誰開發？
 

      被譽為「19世紀最偉大的實驗科學家」的麥克·法拉第于1830年代上半發現了離子流動的固體電解質。電池在1950年代被開發出來，但性能很低。進入1990年代，美國橡樹嶺國家實驗室等試製出了兼具可充電和可重覆使用的電池。進入21世紀，對全固態電池應用於汽車的關注越來越高，開發正在推進中。

    實用化的挑戰是什麼？

      全固態電池的普及，離不開高性能、便宜、容易製造的電解質材料。在提高性能和耐用性方面已經有了一定的眉目，但仍在發展中。目前，全固態電池的製造成本是鋰離子電池的4~25倍，因此需要尋找更優秀的材料。由於無法使用現有的生産設備，因此確立低成本的製造方法也很重要。

    汽油車將如何發展？

    日本東京都知事小池百合子在2020年表示，目標是到2030年為止，使東京都內的汽油車新車銷量達到零。日本政府也計劃到2035年達成100%電動汽車。屆時汽油車有可能會買不到，但混合動力車不在對象內。在環保規定嚴格的歐洲，如果使用由二氧化碳（CO2）合成的燃料，汽油車也可以繼續使用。

      日本經濟新聞（中文版：日經中文網）編輯委員　青木慎一、作圖　渡邊健太郎、內海悠