在早期電池市場中,日本一度憑借技術優勢占據全球市場超50%的份額,但隨著中國及韓國電池企業的不斷搶占市場份額,目前日本已處于落后位置。
日本第63屆電池研討會會后,日經技術刊出一篇標題為《嚴重偏離世界趨勢,日本電池技術發展還好嗎?》的文章,作者提出了自己的擔憂,目前除了鈉離子電池外,日本電池研發方向已明顯偏離近來的全球電池技術發展趨勢。
“背經離道”
目前全球電池發展趨勢有三大方向,即無負極電池、磷酸錳鐵鋰電池、同時采用兩種電池的“雙化學電池”。而日本在這三個領域的研究發表寥寥無幾。
無負極電池是一種高能量密度的可充電電池,直接采用金屬Li或金屬Na等高純度金屬作為負極。之所以被稱為“無負極”,是因為該電池在生產過程中,負極幾乎只有集流體,而活性物質Li和Na只存在于陰極材料和電解液中。換言之,這種電池是在完全放電的狀態下制造的,負極只有在電池充電后才會形成。目前僅有美國的幾家初創企業多年來一直致力于無負極電池的研究,而日本的開發僅限于少數研究室,且才剛剛起步,仍處于基礎研究階段。
磷酸錳鐵鋰電池(LMFP)目前正逐漸成為鋰電池的主流。LMFP旨通過用錳取代磷酸鐵鋰系LIB當中的部分鐵原子,從而改善磷酸鐵鋰一直存在的能量密度低的問題。目前引領該技術開發的,包括中國的寧德時代(CATL)以及比亞迪和國軒高科。而在此前相關報道中,日本制造商對于此項技術研究卻寥寥無幾,僅有三元系Ni-Mn-Co(NMC)材料與LMFP在材料層面上進行混合的嘗試,勉強可以算上。
對于雙化學電池,寧德時代同樣在積極推進,而美國的一些初創企業中也出現了將無陽極電池與LFP相結合的案例,例如美國OurNextEnergy(ONE)與德國寶馬所合作的GeMINI電池,而日本電池領域對此暫無相關報道。
“棄車保帥”
雖然液態鋰電池技術上,日本電池產業已被中國和韓國企業完全趕超,但在公認下一代電池技術——全固態鋰電池技術上,日本卻是一直處于領先地位,一旦全固態鋰電池實現商用,液態鋰電池便存在被淘汰的風險,日本電池產業也可借此機會再次實現反超,這種產業發展戰略,也不失為用“棄車保帥”來形容。
截至2023年3月,日本已占據全固態電池技術相關國際專利的68%,位居全球第一。目前全球固態電池專利數排名前五的企業分別為豐田、松下控股(HD)、出光興產、三星電子、村田制作所,除了三星電子,其余4家均為日本企業。
圖片源自日經中文網
日本三大汽車巨頭,豐田汽車、日產汽車以及本田汽車,此前也已紛紛落子固態電池。豐田汽車預計在2025年擁有批量化硫化物全固態電池的制備能力;日產汽車計劃到2025年建立并運行固態電池試點生產廠,到2026年完成初始技術的工程設計,然后到2028年首次應用在汽車上,逐步實現量產;本田汽車宣布了固態電池推進計劃,“將投資約430億日元(約合人民幣21.3億元)建設全固態電池示范生產線,將于2024年春季設立試驗性生產線,并應用于2025年以后推出的車型中。
日本的“產業戰略”目標,也明確將占領新一代電池市場作為重要核心,通過加快技術開發,率先實現全固態電池等下一代電池技術的商業應用,穩步占領下一代電池市場,其目標是到2030年左右實現全固態鋰電池的正式商業化應用。
總之,無論是“背經離道”偏離當前電池技術主流,還是“棄車保帥”全力投入固態電池研發,搶占下一代電池市場,日本都將作為國際電池技術發展的一個重要推力,為世界新能源產業發展不斷創造新的價值和貢獻。
參考資料:
【1】史冬梅,王晶.中國、日本、韓國電池技術和產業發展戰略態勢分析
【2】碳和新材.歐美日押注固態電池,日本專利技術最多,中國要被彎道超車?
【3】AIpatent科技資訊平臺、日經中文網
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