日产表示,全固态电池的开发进展顺利。图片为全固态电池的层叠式电池(来源:日产汽车)
日产汽车将在全固态电池的制造工艺中采用干电极技术。该技术可以省去耗能巨大的干燥工序,从而降低制造成本。目前,公司已开始试制电池单体,并处于性能评估阶段。若按计划推进,将于2028财年开始量产。在干电极技术开发方面,特斯拉处于领先地位,但将其应用于全固态电池的尝试较为少见。
此前,日产已经明确表示,全固态电池将采用硫化物系固态电解质,负极使用金属锂(Li),正极采用镍(Ni)、锰(Mn)、钴(Co)三元材料(NMC)。而此次新引入的就是干电极技术。2025年8月,日产与美国LiCAP Technologies达成合作,将干电极技术导入研发体系。
无需进行有机溶剂的干燥和回收
正极的制造方式,是先将正极材料以粉末状态均匀混合,再通过一种名为“干式涂布(Dry Coating)”的工艺,在保持干燥状态的情况下直接涂覆到电极箔上。由于材料本身是粉末状态,不存在成分沉降的问题,因此即使放置一段时间,也能维持均匀性。这种方式无需对有机溶剂进行干燥和回收,有望降低制造成本。
在传统电池制造中,通常需要先将正极材料溶解于有机溶剂中制成浆料(slurry),再涂覆到箔材上,并经过干燥工序形成电极。但干燥过程本身能耗很大,而且由于材料比重不同,部分成分容易沉降,因此难以制备均匀的浆料。
在干电极技术开发方面,特斯拉处于领先地位,并已宣布在液态锂离子电池制造中实现实用化。据称,特斯拉已在4680电池的正负极中均采用干电极技术,并在美国得州奥斯汀工厂进行生产。此外,德国大众也在推进相关研发。日产希望通过在下一代全固态电池中导入干电极技术,凸显与特斯拉等企业的差异化。
明显延长的寿命
日产试制的全固态电池组采用的是可搭载于车辆的大尺寸、厚型“23层叠结构”设计。日产表示,在试制阶段的电池已经实现了设计目标中的充放电性能。而在体现耐久性的容量保持性能方面,“已经确认其寿命远远超过传统液态锂离子电池的范围”,日产执行董事、动力总成与EV技术开发总部负责人生浪岛俊一表示。
在完成车载电芯试制并进入评估阶段的同时,日产也正在推进由多个电芯组成的电池模组设计。待车载模组试制完成后,日产将进一步开发用于整车搭载的电池包。日产计划在2028财年率先以“小于数百辆”的规模投入市场,通过实际使用获取各种数据。
全固态电池的开发日程路线图。目前已完成车载电芯的设计,正在评估试制品(中间照片),同时已进入车载模组的设计阶段。计划2028年度向市场投放搭载全固态电池组的纯电动汽车(出处:日经XTECH根据日产汽车的资料及照片制作)
面向普及的最大课题是固态电解质等材料成本过高。日产表示,如果以目前的试制品为基础制造电池包,那么单辆EV所搭载的电池成本“可能会超过1亿日元”,生浪岛俊一表示。
目前,由于固态电解质仍处于小规模生产阶段,日产需要从材料厂商采购少量产品,因此材料成本大幅攀升。虽然实现大规模量产后成本有望下降,但材料厂商目前对设备投资仍持谨慎态度。原因在于,无论汽车厂商、电池厂商还是材料厂商,都还无法判断全固态电池未来是否真的会大规模普及。
不过,日产认为,全固态电池在潜在成本竞争力方面仍具优势。生浪岛俊一表示,未来如果能够实现数十GWh规模的生产,其成本“有可能比现有液态锂离子电池再降低若干成”。他认为,要推动全固态电池普及,仅靠单一企业难以实现,还需要跨企业合作,通过确保生产规模来促使材料厂商进行设备投资,“或许需要建立一种联合体机制,通过抱团扩大产量规模”。
以锂金属提高能量密度
全固态电池是将让锂离子在正极与负极之间移动的电解液替换为固体材料的电池。液态电解液具有可燃性,而固体电解质不易燃烧,因此采用全固态电池后的安全性更高。过去,固体电解质一直存在锂离子不易通过的问题。不过,随着更利于离子传导的固体电解质研究不断推进,用于EV大型电池的全面量产已日渐临近。
除了安全性提升之外,更容易提高影响电车续航里程的能量密度,也是各大车企积极投入全固态电池研发的重要原因之一。采用固体电解质后,以往在液态电解液体系下难以应用的新型电极材料,也更容易被采用。其中最受关注的新材料候选之一就是锂金属,日产已明确表示将采用这一方案。若在负极中使用锂金属,与现行使用石墨负极相比,电池重量可大幅减轻,能量密度据称最高可提升至接近两倍。



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