眾所周知，如今很多汽車(chē)行業(yè)都在開(kāi)發(fā)純電動(dòng)車(chē)。Honda宣布，目標(biāo)到2050年所有企業(yè)活動(dòng)將實(shí)現(xiàn)碳中和。計(jì)劃到2040年四輪純電動(dòng)車(chē)和燃料電池汽車(chē)的銷(xiāo)量占比達(dá)到100％。Honda積極推進(jìn)電動(dòng)化戰(zhàn)略,已于2020年推出了量產(chǎn)純電動(dòng)車(chē)Honda e。

不過(guò)，純電動(dòng)車(chē)想要超越燃油車(chē)市場(chǎng)，還有很多課題要解決。與燃油車(chē)相比，純電動(dòng)車(chē)較短的續(xù)航里程以及較高的車(chē)輛價(jià)格都讓不少顧客望而卻步。而且，家用充電設(shè)備、充電站等充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)在一些國(guó)家尚處于普及階段。這一點(diǎn)在日本尤其受到關(guān)注。除了性能外，整個(gè)社會(huì)都要向電動(dòng)化過(guò)渡，這是一項(xiàng)大課題。

電池的進(jìn)化

面臨擁有上述課題的純電動(dòng)車(chē)想要實(shí)現(xiàn)普及，關(guān)鍵在于目前備受矚目的下一代電池——“全固態(tài)電池”。

從1859年發(fā)明的鉛電池開(kāi)始，先后出現(xiàn)了鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池，可重復(fù)使用的電池技術(shù)不斷發(fā)展。目前，從90年代開(kāi)始投入使用的鋰離子電池已經(jīng)成為純電動(dòng)車(chē)的主流。它容量大、可以反復(fù)使用，與之前的電池相比安全性也很高。但作為純電動(dòng)車(chē)的電池，它還是面臨著一些課題。

與鋰離子電池相比，被稱為下一代電池的全固態(tài)電池擁有著實(shí)現(xiàn)電池性能飛躍提升的可能性。

鋰離子電池與全固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)比較

傳統(tǒng)電池使用液態(tài)電解質(zhì)或凝膠電解質(zhì)，而全固態(tài)電池顧名思義使用固態(tài)電解質(zhì)。電解質(zhì)的“液態(tài)和固態(tài)的區(qū)別”可以使純電動(dòng)車(chē)的電池性能得到很大發(fā)展。讓我們來(lái)看看它們的主要特點(diǎn)。

①電池形狀更緊湊，續(xù)航里程更長(zhǎng)，形狀選擇更自由

鋰離子電池的電解質(zhì)如果泄露到外部，就有起火和爆炸的危險(xiǎn)，所以需要采取多重安全措施來(lái)防止液體泄露到外部。因此，電池的形狀必須結(jié)實(shí)且需要較大的容器。另一方面，全固態(tài)電池的形狀限制更少且更輕薄，可以形成柔性電池。由于可以選擇高容量的正負(fù)極活性材料，因此可以提高能量密度從而實(shí)現(xiàn)小型化。并且多搭載高能量密度電池也有助于提高電容量。這將更大地增加續(xù)航里程，此外還可能會(huì)出現(xiàn)全新造型的汽車(chē)。

②減緩電池老化。打造可重復(fù)快速充電、更“經(jīng)久耐用”的純電動(dòng)車(chē)

全固態(tài)電池在高溫環(huán)境下也能安全工作，且副反應(yīng)帶來(lái)的影響較小，因此即使在快速充電等高負(fù)荷充電方式下也不容易老化。即使反復(fù)充電，充電容量也不容易衰減；即便長(zhǎng)時(shí)間使用，也能保持電池性能。

③耐熱性能高，能夠降低起火等危險(xiǎn)性，讓純電動(dòng)車(chē)更加安全

如上所述，液態(tài)電解質(zhì)使用的是有起火和爆炸危險(xiǎn)的有機(jī)溶劑。相比之下，全固態(tài)電池不使用有機(jī)溶劑，因此起火和爆炸的風(fēng)險(xiǎn)被認(rèn)為低于傳統(tǒng)電池。此外，由于電解質(zhì)中使用了特殊的物質(zhì)，所以耐熱溫度比液態(tài)電池更高，雖然是固態(tài)但也能通電。在惡劣的環(huán)境中也更容易防止電池發(fā)生不適當(dāng)?shù)亩搪罚@將使純電動(dòng)車(chē)的安全性比以往有更大的提升。

全固態(tài)電池比鋰離子電池更安全，更具有抗劣化、體積更小、容量更大的可能性。如果將具備這些特點(diǎn)的全固態(tài)電池安裝在純電動(dòng)車(chē)上，那么純電動(dòng)車(chē)的魅力將會(huì)更大。

可以說(shuō)電池是純電動(dòng)車(chē)的核心。隨著電池的發(fā)展，純電動(dòng)車(chē)可以在性能方面超越燃油車(chē)。并且如果純電動(dòng)車(chē)可以實(shí)現(xiàn)頻繁快速充電的話，那么充電就會(huì)像在加油站加油一樣簡(jiǎn)單。電池老化程度較小也會(huì)對(duì)保值率產(chǎn)生積極影響，隨著純電動(dòng)車(chē)二手車(chē)市場(chǎng)的活躍，購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)車(chē)應(yīng)該會(huì)成為更加親民的選項(xiàng)。正因?yàn)槿绱耍虘B(tài)電池的發(fā)展才有可能成為汽車(chē)行業(yè)的游戲規(guī)則改變者。

雖然全固態(tài)電池益處頗多，但開(kāi)發(fā)固態(tài)電解質(zhì)的材料并不是那么簡(jiǎn)單的。

Honda在化學(xué)領(lǐng)域的知識(shí)和專有技術(shù)有限，但從大約10年前就開(kāi)始了全固態(tài)電池的基礎(chǔ)研究。目前Honda正致力于技術(shù)開(kāi)發(fā)，以確保實(shí)現(xiàn)車(chē)載電池的適當(dāng)尺寸及性能。

“Honda是一家既能研發(fā)又能量產(chǎn)的制造商。在安裝全固態(tài)電池的車(chē)輛規(guī)格確定之前，生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)發(fā)部門(mén)也參與策劃，通過(guò)在開(kāi)發(fā)初期階段就將具有競(jìng)爭(zhēng)力的量產(chǎn)制造方法納入前提條件，可以有效地推進(jìn)全固態(tài)電池的材料開(kāi)發(fā)。此外我們?cè)陬?lèi)似技術(shù)——?dú)淙剂想姵仡I(lǐng)域擁有著相關(guān)技術(shù)積累。”

帶領(lǐng)全固態(tài)電池開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的梅津健太這樣說(shuō)道。Honda具有長(zhǎng)期的氫燃料電池開(kāi)發(fā)技術(shù)和業(yè)績(jī)，在這一領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)也可以應(yīng)用于全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)。除了這一核心優(yōu)勢(shì)外，Honda在全固態(tài)電池基礎(chǔ)研究技術(shù)方面有了10年的積累，也已經(jīng)有了測(cè)試模型的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。盡管如此，要實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，還有很多障礙需要跨越。

開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)并非在紙上談兵。實(shí)現(xiàn)從零到一才是Honda的真正的姿態(tài)。

“有時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的試制不能達(dá)到預(yù)期的性能。此外，電池性能與材料和制造工藝的因果關(guān)系不明確的時(shí)候也不在少數(shù)。開(kāi)發(fā)的要點(diǎn)在于有效地闡明其原理，找到恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)方法。”

如上所述，全固態(tài)電池技術(shù)開(kāi)發(fā)就像是一項(xiàng)在未開(kāi)發(fā)的土地上尋找目的地的新挑戰(zhàn)。

“我也不知道正確答案是什么。及時(shí)地將產(chǎn)品投入市場(chǎng)需要遵守開(kāi)發(fā)時(shí)間表，但如果只是催促團(tuán)隊(duì)‘快點(diǎn)’，大家都會(huì)很為難。我的工作是對(duì)作業(yè)進(jìn)行有組織的補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證等的自動(dòng)化，并一步一步積累知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。我認(rèn)為像這樣踏踏實(shí)實(shí)地解決課題才是一條捷徑。”

搭載全固態(tài)電池的未來(lái)汽車(chē)示意圖

千里之行，始于足下。將會(huì)誕生的Honda全固態(tài)電池汽車(chē)在續(xù)航里程和充電速度方面將與傳統(tǒng)純電動(dòng)車(chē)有明顯區(qū)別。在有如此高的性能的同時(shí)電池本身也是緊湊型的。可以實(shí)現(xiàn)寬敞的車(chē)內(nèi)空間和新穎的設(shè)計(jì)。并且電池的采購(gòu)成本比以前便宜，所以汽車(chē)的定價(jià)很有可能會(huì)更加親民。

“而且，在耐久性方面，全固態(tài)電池比液態(tài)電池更不易老化，因此應(yīng)該能夠防止被認(rèn)為是純電動(dòng)車(chē)瓶頸的資產(chǎn)價(jià)值的下跌。我們的目標(biāo)是在2024年開(kāi)始試制量產(chǎn)。”Honda夢(mèng)想成真也應(yīng)該會(huì)使顧客受益。Honda在研究設(shè)施中不斷驗(yàn)證技術(shù)和生產(chǎn)，并且提出了一項(xiàng)目標(biāo)——要投資約430億日元于2024年春季建立實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)線，并在21世紀(jì)20年代后半期推出搭載全固態(tài)電池的純電動(dòng)車(chē)。Honda自1948年創(chuàng)立以來(lái)，就不斷的進(jìn)行創(chuàng)新。帶著這樣的想法，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)將不斷迎接挑戰(zhàn)。