頭條揭密》德日2025推出固態電池原型車 陸鋰電霸主將迎來激戰

日產汽車宣佈將在2025年完成固態電池原型車，並在2028年向市場推出首款固態電池驅動汽車。圖爲日本車展上的日產汽車。（圖／美聯社）

中國電動車新秀在全球攻城略地之際，其動力電池生產商在全球市場的表現更爲優異，寧德時代與汽車巨擘福特在美國合作建廠震驚全球。老牌汽車大國德國、日本對快速崛起的中國電動車業不敢輕忽，加速開發固態電池等關鍵材料，接連宣佈將在2025年推出固態電池原型車，並計劃於2028年上市。已然稱霸車用鋰電池的中國要如何應戰，對未來全球電動車業將有決定性的影響。

鋰離子電池與固態鋰或鈉電池工作原理比較。（圖／NISSAN）

動力電池是快速發展的電動汽車最核心關鍵技術之一，也是發展電動車工業的重點。目前全球電動車用動力電池市佔率前10名有6家是中國企業，這6家企業在全球總市佔率達56%，中國在此行業的霸主地位難以動搖。不過，目前市面上動力電池幾乎都是液態電解質傳導的磷酸鐵鋰或三元鋰電池，其缺點是能量密度較低、充電速度慢，電池壽命短、安全性較差，而且鋰原料較爲稀缺，因此全球汽車業界積極開發固態電池。

尤其是日本，挾着大量固態電池專利優勢，3大汽車廠與電池業者合作開發速度愈來愈快。最近日產（NISSAN）歐洲研發中心資深副總裁摩斯（David Moss）表示，日產已經成功開發出商業化的全固態電池，將於2025年開始試生產，2028年推出固態電池驅動的全新電動汽車。同樣在歐洲的汽車大國德國，知名寶馬（BMW）集團不久前也宣佈準備打造全固態電池試生產線，也預訂在2025年推出首輛原型車。兩大汽車王國在固態電池的進展互不相讓，加上近幾年在鋰電池與電動車業有不少斬獲的中國，固態電池成爲投資界新寵，讓這場電動車關鍵技術競爭更加激烈。

日產汽車網頁上公佈了最新開發固態電池生產設備原型。（圖／NISSAN）

目前液態電池結構包括陽極、陰極、隔離膜，再加上液態電解質，而固態電池則是使用固態電極和固態電解質。因爲固態的電解質能傳導更大的電流，因此能提升電池容量。它的電解質採用玻璃化的鋰或鈉化合物，不只大幅提升鋰電池的能量密度，讓續航里程達到1000公里以上，也增加其安全性，並解決液態電解質腐蝕性造成的漏液問題，同時改善低溫的表現，以及提高充電速度達數倍之多。專家因此認爲，固態電池是動力電池的革命性突破，必然會成爲車用電池的主流。

日產汽車開發的固態電池已完成，將在2025年前建造原型車，2028年向市場固推出態電池驅動汽車。（圖／NISSAN)

由於前景看好，全球大型車企都投入大量人力與資源進行開發，中國也不例外，但是都還在研發階段，目前僅德國寶馬與日本日產公佈了原型車與建立生產線的時程。倒是中國車企有幾家推出液態與固態混的「半固態」電池做爲過渡方案，不過專家分析稱，這種半固態仍需要電解液與隔膜，只能算是液態電池的改良型，沒有根本結構上的創新，以抽換概念進行宣傳與炒作股價的意圖相當明顯。

目前日產公佈的技術資料顯示，其固態電池已完全沒有電解液，因此能大幅提高電力儲存與傳輸效率。而電解質如果是液態，高溫時就會有沸騰的問題、低溫會有凝結問題，如此會影響其儲電能力與傳導能力。就因爲沒有這些缺點，固態電池能量密度可以提高一倍，充電速度能提高3倍，電池製造成本相較液態鋰電池可節省多達50%。這樣的性能在動力電池市場上被認爲是殺手級的產品，一旦上市，液態電池將很快遭到淘汰。

鋰離子電池需要液態電解液進行電流傳導，其蓄電量較低，充電速度慢，固態電池使用固態電極和固態電解質，能傳導更大的電流，提升電池容量。（圖／財團法人車輛研究測試中心）

過去固態電池成本太高，大約是液態電池的4倍之多，2010到2014年間日本在豐田汽車的帶動下掀起一陣固態電池研究熱潮，開發出大量的專利。其造價解決方案是開發出硫化物體系的固態電解質，才大幅降低了製造成本。目前來看，日產在技術上已經相當成熟，成本下降也有成果，已具備掀起市場更換固態電池風潮的實力。

爲應對歐洲與中國強大的競爭力，日本投入動力電池技術開發的規模極爲可觀，在政府牽頭下，由豐田、松下、京都大學、日本理化學研究院等38家汽車、電池、材料企業和科研機構聯合起來，訂定計劃在2030年前後將固態電池組每千瓦小時的成本降至鋰電池的30%。德國寶馬、韓國三星也都結合了相關業者組織研發機構共同開發，也大約會在2~3年內啓動固態電池量產。中國則提出2030年完成固態電池轉換，進度上似乎比這些競爭對手慢了些。在德日宣佈量產與上市規劃後，目前在全球動力電池佔據前幾名的中國廠商，將要準備好迎接電動車業一番史詩級的激戰。