本田新建的一条测试生产线使电池能够快速迭代,以确定哪种材料和工艺将为这种新型电池技术提供具有竞争力的市场成本,为后期大批量生产提供坚实的基础。
本田为固态电池建立了一条新的测试生产线,该生产线能够测试不同尺寸的电池单元、生产过程以及其他能影响大规模生产的因素。
这些电池单元是本田自行设计的,并非来自第三方制造商;该公司从一开始就注重成本竞争力。本田表示,希望在未来十年后半期将固态电池应用于车辆和其他产品中。
本田周四宣布,已在日本研发中心开设了一条固态电池单元示范生产线。其目标是快速测试影响最终电池单元设计和生产的不同因素,特别是材料规格和制造工艺。
这些电池单元是本田的专有设计,该公司已对此进行了数年的研发——日本最大的汽车制造商丰田也是如此。尽管固态电池被誉为未来十年电池技术的重大突破,但其研发需要全球数十家公司在十多年的时间里投入数百亿美元用于研发。现在,这一目标可能即将实现。
仅仅用于电动汽车吗?不,格局要大点。
本田希望其电池不仅能应用于电动汽车,还能应用于“广泛的本田移动产品”,这意味着不仅限于汽车和卡车,还包括摩托车甚至飞机。本田表示,其产品工程师已与电池研发团队开展合作,以确保未来的固态电池具备必要的结构、材料和生产技术,从而能够最轻松地应用于目前正在设计的车辆中。
这条新的测试生产线位于日本栃木县樱城市的本田研发中心内,占地面积约30万平方英尺。其机械设备可让工程师测试和验证电池单元生产中的每个过程。
这些过程包括(但不限于):
称量电极材料,并按正确比例混合;涂覆电极膜卷;将两个电极(阳极和阴极)与固体电解质组装成电池单元;将电池单元组装成模块。
漫长且昂贵的试验与测试
制造和组装电池单元,特别是关键的电极薄膜,其复杂性可与制造某些类型的硅计算机芯片相提并论。在每十几个有前景的实验室进展中,可能只有一个能进入测试阶段——而最终能进入大规模生产的更是寥寥无几。
本田表示,其能够在模拟装配线上对新材料和工艺进行原型制作的能力,将使其能够尽可能快地对所有这些因素进行迭代,并且该公司强调,这将有助于其生产出与现有替代品具有成本竞争力的固态电池。这将使其能够更快地实现规模经济,并将这些电池更快地部署到更多产品中。
特别是,本田指出,其固态电池将使用与液态电解质锂离子电池的标准生产过程相似的方法制造。其创新部分来自于一种“卷绕处理技术”,该技术使其能够使用更密集的固体电解质层,从而可以连续卷出阳极、电解质和阴极层,并将它们压合在一起。这加快了生产过程并降低了成本。
姗姗来迟的圣杯
固态电池是全球汽车制造商梦寐以求的圣杯,它承诺比液态电解质电池具有更高的功率输出、更高的能量密度和更快的充电速度。它们进入市场时的成本可能会高于传统的锂离子电池,但本田对可负担性和高生产的关注表明,它看到了实现成本竞争力的道路。
然而,在2030年之前出售的电动汽车中,大部分可能仍由两种液态电解质锂离子电池之一提供动力。其中一种使用镍、锰、钴和铝组合的阴极;这些阴极为北美几乎所有电动汽车(除少数外)提供动力。而更便宜但能量密度更低的磷酸铁锂电池如今更多地出现在中国电动汽车中。
丰田一直是固态电池的倡导者。该公司曾表示,它认为在固态电池问世之前,电动汽车将不适合大规模采用。但即便是丰田也在努力将固态电池投入生产方面遇到了困难。它在15年前的2010年12月首次展示了固态电池的原型。尽管在2010年代的大部分时间里,它都表示将在2020年之前将固态电池投入生产。但去年,这一日期已推迟至2027年。
上个月,Stellantis宣布其合作伙伴Factorial将测试自己的“半固态”电池,该电池将在真实世界的测试条件下,在一系列电动道奇充电器Daytona车型中使用锂阳极(而非石墨)的“准固态电解质”,尽管要到2026年才会进行测试。
固态电池似乎确实将会用于电动汽车中,但我们还不建议现在就对它确切推出年份进行下注。
固态电池领域的竞争会越来越激烈。