“全固态电池”现已将电动汽车（EV）的续航距离由锂离子电池大幅度提升，世界各国的电池制造商和研究机构都在竞相开发。今年6月，丰田汽车公司宣布将在2027年之前上市全固态电池驱动的电动汽车。对此，本报向与该公司开展联合研究的横滨国立大学薮内直明教授询问了相关研究的前沿状况。
图 1 横滨国立大学 薮内直明教授
——全固态电池是一种什么样的电池？
“它的单位体积可储存的能量（体积能量密度）非常高，可以延长电动汽车的续航距离。其原因在于它可以省去冷却装置。全固态电池还可以在高温下工作，因此以前用于冷却的空间现在可用于充填电池。”
“另一个优点是适合快速充电。在作为基础材料的固体电解质中，锂离子的移动速度高于（锂离子电池的）电解液。然而，这只是理论上可实现，现实中还需要进一步钻研。”
——钻研哪些方面呢？
“必须将电池从外部进行约束。电池内部的电极在充放电过程中会膨胀和收缩。要保持与固体电解质的界面及其困难，锂离子的路径会被切断。为了防止这种情况，一般会采取使用限制装置进行施压的措施，但即使这样也不能做到完美。因为使用了新部件，这就使得省略冷却装置带来的优势减半了。”
“我们的实验室与丰田合作开发了一种完全不会膨胀或收缩的特殊电极。这样就可以在不施加任何限制压力的情况下，稳定地进行1000多次充放电。虽然使用的是一种名为钒的昂贵金属，但我们认为它可以实际应用于高端汽车中。如果要扩大应用的车型范围，则需要使用更便宜的金属。”
——丰田已经发布了全固态电池的业务计划。
“具体细节不太清楚，但从该公司之前宣布将用于混合动力汽车，现在改面向电动汽车来看，应该取得了一些重大研究成果。”
——包括麦克赛尔在内的几家制造商开始量产全固态电池。
“已经实现量产的全固态电池容量比面向EV的电池容量小得多。我认为，它们与面向EV电池的区分不同。面向EV的电池更注重体积能量密度，而现有产品则在耐热性等方面有其他的优势。”
“许多制造商声称本世纪20年代后期就可以投入实际使用，但根据目前的技术水平来推测，那个时期可能才开始试生产。日本曾经在研究开发方面独占鳌头，但现在外国制造商正在迎头赶上。使用特殊电解液代替传统电解液的改良型锂离子电池的研发也在取得进展。全固态电池并不一定是唯一的解决方案。”
中国在钠离子电池技术中处于领先地位
用于EV的蓄电池开发中，两个重要因素是延长续航距离和降低成本。定位为后锂离子电池的全固态电池的优势在于续航距离方面，而钠离子电池则在降低成本上具有优势。正因中国企业在钠离子电池的商业化方面走在前沿，所以人们对全固态电池也寄予了厚望。
熟悉中国电池相关情况的北京凯美莱信息咨询公司调查员姚颖表示：“日本制造商别无选择，只能尽快将全固态电池投入实际应用。”这是因为，如果中国企业正式进入全固态电池市场，那么市场争夺战将愈演愈烈。
在钠离子电池领域，目前形成了中国企业领先的局面。因此，对于现有的锂离子电池市场份额正在不断减少的日本电池行业而言，全固态电池是最后的寄托。现在正是面向商业化推进开发的关键时刻。
日文：土屋丈太、《日经产业新闻》、2023/7/24
中文：JST客观日本编辑部
