日產副總裁土井三浩：固態電池考慮用普通金屬代替稀有金屬

企業副總裁 雷諾-日產-三菱聯盟全球副總裁、綜合研究所所長 土井三浩 先生

近日，日產汽車公司公佈了疊層軟包全固態電池（ASSB）電芯的試點生產設施，並計劃於2028年正式投產。日產全固態電池試點生產設施位於日本神奈川縣的日產汽車研究中心（Nissan Research Center）內，該項目旨在進一步推動全固態電池（ASSB）的開發與應用。

日產汽車核心團隊圍繞全固態電池優勢、開發與應用、技術難點及商業化路線等問題，召開了中國媒體線上溝通會。日產副總裁雷諾-日產-三菱聯盟全球副總裁、綜合研究所所長土井三浩，攜多位技術專家答疑解惑，與中國媒體進行了充分交流。

土井三浩表示：“全固態電池的優勢是能量密度高，行駛里程更長，同樣里程下減輕了電池重量。同時，快充性能更優異，即使高温下也能快速充電。此外，實際使用中電池以電池包形式嵌入車內，傳統液態鋰電池可在60°、70°使用，全固態電池即使在100°的高温都可以使用。”

“純電動汽車的電池越輕越小，對於車輛會更加便利。但對於重型車輛而言，需要搭載的電池包也會更多，車輛製造方面也更困難。對於消費者來説，即使是重型車輛，他們也希望擁有與傳統燃油車或混合動力相同的使用體驗，因此為了製造出滿足這種需求的電動汽車，全固態電池這樣的技術必不可少。”

土井三浩在溝通會表示：“全固態電池中，固體和固體間要均勻混合，保持均壓非常重要，這是一項全新的技術。鋰離子電池的電解質是液態的，所以導電性非常出色。但全固態電池中，電解質變為了固態，為確保固態與固態間的離子傳導性能，電芯材料、電芯設計、生產工藝等都要逐一確認。”

先進材料與加工研究所主管研究院諸岡正浩：“技術層面，全固態電池不同於液態電池的是，正極和電解質之間、電解質和負極之間，雖然有各自的界面，但是全固態電池中需要人工製作界面。材料選擇方面，日產利用材料信息學（MI）這樣的新技術，在亞氧化銅等無數選項中選擇最佳選項，再把它應用到電芯研發中，才能做出性能優異的電池。”

土井三浩：“從材料組合考慮，電池能量密度達到1000Wh/L左右是極限了。在實驗中，我們發現了能達到更高密度的固體材料，但考慮實際應用不能只追求電池密度，還要綜合考量多重因素，所以1000Wh/L是比較合適的。”

先進材料與加工研究所專家負責人新田芳明：“低温對電池活性是挑戰。關於固態電解質的低温活性，學術方面已經得到證實，被稱為“活化能”。但在電池中，低温下固態電解質的性能會有所下降，我們在研究中也遇到同樣的問題。這就涉及到“界面”的問題，如果能處理好界面的形成，就能減輕這個問題，目前我們有了一定的目標。”

土井三浩：“不僅是技術因素，成本還涉及很多方面的問題。技術方面，由於全固態電池本身的能量密度高，隨着單位體積能量密度的提高，我們可以實現電池的小型化，從而減少原材料的使用。”

“全固態電池的正極材料方面，我們在考慮無鈷或者少鈷，減少稀有金屬作進行研究，用常見金屬材料進行嘗試，這是全固態電池的優勢之一，它可選的材料非常豐富。”

“另外，生產工藝也是影響成本的因素。利用“乾式工藝”（dry process）製備正極可以將活性物質和固態電解質放入有機溶劑中混合製作成泥漿狀物質——這種工藝有可能在短期內快速降低成本。”

土井三浩：“下一個里程碑階段性目標，可能是2024年在試點工廠製造大尺寸的電池。但在此之前我們首先要選好材料，這是非常重要的一個階段性目標。選擇材料方面我們還要做很多細微的調整，儘可能在今後一兩年內確定好。”

“至於全固態電池會率先應用在哪些產品上，現在還不確定。由於重型的純電動汽車不好設計，成本也會更高，所以我們想挑戰這一課題，首先研發出能搭載在大型車輛上的電池，這樣包括電池包在內的車輛成本會降低。同樣，將來小型車輛也會需要這樣的電池。”

本文首發鈦媒體APP，編輯|王振超