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21年專(zhuān)注鋰電池定制

堅(jiān)守混動(dòng)技術(shù)23年,豐田汽車(chē)為何對(duì)充電鋰電池避而遠(yuǎn)之?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1110次  |  2022年01月21日  

1074.21萬(wàn)輛、36.75萬(wàn)輛,前者是豐田2019年總銷(xiāo)量數(shù)據(jù),后者則是TSLA2019年銷(xiāo)量數(shù)據(jù)。


二者體量雖相差甚遠(yuǎn),但這并不妨礙TSLA市值成功超越豐田成為全球市值最高車(chē)企,超高市值是整個(gè)汽車(chē)行業(yè)對(duì)TSLA發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)模式的一種認(rèn)可。


汽車(chē)行業(yè)已步入新能源時(shí)代,各家車(chē)企都在調(diào)整戰(zhàn)略研發(fā)新能源汽車(chē)。動(dòng)力鋰電池作為新能源汽車(chē)核心發(fā)展技術(shù),三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池已經(jīng)成為動(dòng)力鋰電池主流選擇。


當(dāng)鋰離子電池成為行業(yè)主旋律之際,豐田玩了23年的混合動(dòng)力技術(shù)依然在堅(jiān)持采用鎳氫電池,銷(xiāo)量上的最大競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手德國(guó)大眾汽車(chē)也已經(jīng)收購(gòu)國(guó)軒高科,全力布局鋰離子電池來(lái)迎合純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)。


豐田為何不大面積使用鋰離子電池,豐田到底有沒(méi)有純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)都是汽車(chē)市場(chǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。

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豐田正在研發(fā)續(xù)航1000公里氟離子電池


近日據(jù)外媒報(bào)道,豐田正在和京都大學(xué)(KyotoUniversity)研究人員聯(lián)合開(kāi)發(fā)新一代新能源汽車(chē)動(dòng)力鋰電池技術(shù),被曝光的不是主流鋰離子電池,而是新型氟離子電池。


據(jù)曝光的電池?cái)?shù)據(jù)顯示,氟離子電池儲(chǔ)能量大約是傳統(tǒng)鋰離子電池的7倍,可以讓電動(dòng)汽車(chē)一次充電行駛1000公里。


豐田新型氟離子電池的工作原理是:通過(guò)氟離子導(dǎo)電電解質(zhì),將氟離子從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極來(lái)發(fā)電,陽(yáng)極或負(fù)電荷電極由氟、鈷、銅組成,陰極或正電荷電極重要由鑭組成,同時(shí)氟離子電池完全無(wú)需使用鋰作為原料。


通常鋰離子電池中使用的是液體電解質(zhì)。豐田在研的這款氟離子電池則采用固體電解質(zhì),而固態(tài)電池最大的優(yōu)勢(shì)是自燃率會(huì)大大降低。

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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備

不過(guò),氟離子電池也面對(duì)著不小的挑戰(zhàn),就是電池在高溫工作中,只有固態(tài)電解質(zhì)被充分加熱時(shí)才能導(dǎo)電,但這可能會(huì)導(dǎo)致電池電極膨脹。為解決電池膨脹問(wèn)題,京都大學(xué)和豐田研究小組將用鈷、鎳和銅的合金制造電極。


當(dāng)下幾乎所有新能源汽車(chē)公司和動(dòng)力鋰電池車(chē)企都在"押注"三元鋰離子電池或磷酸鐵鋰離子電池,而且這兩種電池也已成為行業(yè)主流選擇,隨著豐田氟離子電池研究計(jì)劃被披露,豐田又一次在鋰離子電池領(lǐng)域漸行漸遠(yuǎn)。


新能源領(lǐng)域多元化發(fā)展


汽車(chē)電動(dòng)化來(lái)臨之前,憑借在新能源汽車(chē)方面的建樹(shù),市場(chǎng)都預(yù)測(cè)豐田會(huì)是電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域絕對(duì)領(lǐng)軍者。


這樣的預(yù)測(cè)并非毫無(wú)道理,早在1992年一月,豐田對(duì)外宣布了《豐田地球環(huán)境》,表示自己將會(huì)以新能源汽車(chē)方式來(lái)改變?nèi)祟?lèi)關(guān)于傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的依賴(lài),在新能源汽車(chē)領(lǐng)域豐田已經(jīng)堅(jiān)守了23年。


雖然說(shuō)TSLA推動(dòng)了純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展,但第一個(gè)真正將新能源汽車(chē)帶入消費(fèi)者生活的,卻是豐田普銳斯,從1997年第一代普銳斯正式誕生至今,豐田系混動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量已經(jīng)突破一千萬(wàn)。


豐田一直堅(jiān)守混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù),這個(gè)觀點(diǎn)沒(méi)錯(cuò),只是錯(cuò)誤判斷純電動(dòng)汽車(chē)普及速度,引以為傲的混動(dòng)技術(shù)并沒(méi)有成為主流,原因文章后面會(huì)重點(diǎn)提及。


其一,在整個(gè)汽車(chē)行業(yè)逐漸走向電動(dòng)化的趨勢(shì)下,豐田存有掉隊(duì)之嫌。不過(guò)要明確一點(diǎn)的是,掉隊(duì)只限于市場(chǎng)純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)保有量方面,在純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)儲(chǔ)備方面并沒(méi)有掉隊(duì)之說(shuō),并且是多元化發(fā)展。


其二,電氣化之路豐田純電車(chē)型量產(chǎn)確實(shí)走的相對(duì)較慢,早期一直走的是混合動(dòng)力的路線(xiàn)。目前,豐田又一直專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)燃料動(dòng)力電池汽車(chē)。但豐田并沒(méi)放松對(duì)鋰離子電池領(lǐng)域研究,只是鋰離子電池的不穩(wěn)定性讓豐田對(duì)其投放市場(chǎng)持保留的態(tài)度,畢竟2009年因"踏板門(mén)"事件在全球召回850萬(wàn)輛汽車(chē)一度讓豐田面對(duì)破產(chǎn)局面,關(guān)于汽車(chē)質(zhì)量安全已經(jīng)到了苛刻地步。


事實(shí)上,使用三元鋰離子電池車(chē)型頻發(fā)的自燃事件證明豐田的擔(dān)憂(yōu)并非毫無(wú)道理,可能也正是這種穩(wěn)健市場(chǎng)姿態(tài)造就了人們對(duì)豐田在鋰離子電池領(lǐng)域毫無(wú)建樹(shù)的錯(cuò)誤觀念。


在燃料動(dòng)力電池方面豐田的研發(fā)投入可以排到整個(gè)汽車(chē)行業(yè)前列,以氫燃料動(dòng)力電池為例,相比目前主流動(dòng)力鋰電池,其環(huán)保性大于前者,理論上是當(dāng)下最環(huán)保的電池種類(lèi)(排放接近于零),同時(shí)也具有能量轉(zhuǎn)換效率高以及續(xù)航里程長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。但氫燃料動(dòng)力電池面對(duì)的最大挑戰(zhàn)是成本和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),運(yùn)行成本也過(guò)于高昂,安全性沒(méi)有經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)。


2014年十二月十五日,豐田汽車(chē)在日本公布全球首款量產(chǎn)氫燃料動(dòng)力電池汽車(chē)Mirai,經(jīng)過(guò)6年的發(fā)展除在日本收到歡迎外,在其他主流市場(chǎng)Mirai均反響平平?;A(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重制約了氫燃料動(dòng)力電池發(fā)展,而建設(shè)這些設(shè)施要政府力量,僅憑豐田個(gè)人行為恐難以完成。在氫燃料動(dòng)力電池使用方面,實(shí)踐證明公共交通以及物流車(chē)型是其最佳載體,由于這些車(chē)型不受空間限制可以攜帶更大體積的氫燃料動(dòng)力電池。未來(lái)氫燃料動(dòng)力電池仍有其存在價(jià)值不會(huì)被淘汰,而且豐田的大手筆研究也并非毫無(wú)用處,技術(shù)也處于行業(yè)領(lǐng)先。


同時(shí),鋰離子電池領(lǐng)域研究和使用豐田也要早于大多數(shù)車(chē)企,2008年就設(shè)立了電池研究部,專(zhuān)注于鋰離子電池在內(nèi)不同種類(lèi)電池開(kāi)發(fā),并在同年和松下展開(kāi)合作新增鋰離子電池技術(shù)儲(chǔ)備。2009年第三代普銳斯上市使用的是鎳氫電池,不過(guò)豐田也借助第三代普銳斯開(kāi)始了鋰離子電池測(cè)試。2012年第二代RAV4EV版本采用的就是鋰離子電池組(來(lái)源于TSLA)。鋰離子電池技術(shù)豐田不是空白,一直在積極投入研發(fā),只是在沒(méi)有突破關(guān)鍵技術(shù)階段,由于鋰離子電池的不穩(wěn)定因素,豐田迫于安全性沒(méi)有大面積投放市場(chǎng)。


從鎳氫電池到氫燃料動(dòng)力電池、鋰離子電池以及最新氟離子固態(tài)電池,豐田在安全基礎(chǔ)上不斷嘗試新能源汽車(chē)多元化發(fā)展的可能性。所以無(wú)論汽車(chē)行業(yè)怎么發(fā)展,豐田都能趕上,甚至能憑其技術(shù)帶起一股新的變革。


獨(dú)愛(ài)鎳氫電池


假如說(shuō)氫燃料動(dòng)力電池、鋰離子電池、氟離子固態(tài)電池只是技術(shù)儲(chǔ)備產(chǎn)品,那豐田唯一鐘愛(ài)的動(dòng)力鋰電池非鎳氫電池莫屬。


鎳氫電池豐田已經(jīng)用了23年,為何豐田獨(dú)愛(ài)鎳氫電池?


這一點(diǎn)同豐田是日本公司不無(wú)關(guān)系,眾所周知日本自然資源較為匱乏,尤其是環(huán)保意識(shí)走在前列,而鎳氫電池的優(yōu)勢(shì)在于回收降解相對(duì)鋰離子電池更為環(huán)保。


鎳氫電池的重要成分為:稀土、鎳,兩者都有較高的回收價(jià)值,采用水為電解質(zhì)溶液則不容易污染環(huán)境,對(duì)環(huán)境十分友好。


其次,鎳氫電池安全性具佳,由于鎳氫電池的電解液是水溶液,在發(fā)生短路等異常情況下也不容易燃燒。


盡管鎳氫電池儲(chǔ)能密度遜于鋰離子電池,但混動(dòng)技術(shù)可以借助發(fā)動(dòng)機(jī)釋放能量,能量密度不是最重點(diǎn)考慮對(duì)象,并且鎳氫電池使用壽命也要優(yōu)于鋰離子電池。由于研發(fā)和生產(chǎn)鎳氫電池產(chǎn)品已經(jīng)超過(guò)20多年,品控、質(zhì)量都已經(jīng)得到很好控制。


美《消費(fèi)者報(bào)告》實(shí)驗(yàn)中將一臺(tái)開(kāi)了10年33萬(wàn)公里普銳斯和一臺(tái)10年車(chē)齡僅開(kāi)了3200公里左右普銳斯進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)兩車(chē)的電池各項(xiàng)性能指標(biāo)差距并不明顯,證明鎳氫電池的衰減性相比其他種類(lèi)電池要低太多。


純電動(dòng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,以鋰離子電池為主的動(dòng)力鋰電池技術(shù)上已經(jīng)處于瓶頸期。不可否認(rèn),純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)并未完全成熟,動(dòng)力鋰電池技術(shù)還有很遠(yuǎn)的路要走。預(yù)計(jì)在未成熟前,未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里豐田還將繼續(xù)以鎳氫電池為主。


現(xiàn)階段如三元鋰離子電池自燃率或許比其他種類(lèi)電池要高一些,但得益于密度高、儲(chǔ)能效果好、抗低溫等優(yōu)勢(shì),也不得不承認(rèn)其也是純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)最佳選擇。


豐田阻止純電汽車(chē)發(fā)展陽(yáng)謀已失敗


純電汽車(chē)迅速成為市場(chǎng)主流選擇已經(jīng)不可逆,研究了20多年被寄予厚望的混合動(dòng)力已不能成為主流,且敗的如此迅速,豐田顯然不甘心,在去年其宣布將免費(fèi)對(duì)外開(kāi)放混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)專(zhuān)利。


為了這套動(dòng)力系統(tǒng)打了無(wú)數(shù)的豐田為何突然大方免費(fèi)開(kāi)放技術(shù)專(zhuān)利?目的很簡(jiǎn)單,減速純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展,讓這套動(dòng)力系統(tǒng)獲得更多的市場(chǎng)份額,保住混動(dòng)領(lǐng)域優(yōu)勢(shì),不甘心混動(dòng)技術(shù)就此失去市場(chǎng)。


但一切都太晚,純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展已經(jīng)停不下來(lái),某種程度上這種局面也是豐田自己的錯(cuò)誤判斷,早些年眾多車(chē)企都?jí)裘乱郧笙氲玫竭@套動(dòng)力系統(tǒng),但豐田真的"太小氣",對(duì)這套系統(tǒng)看的太重,假如有專(zhuān)利發(fā)生立馬會(huì)訴諸法律,除了"較真"的本田繞開(kāi)了豐田專(zhuān)利發(fā)展了自己的混動(dòng)技術(shù),很多車(chē)企選擇繞開(kāi)混合領(lǐng)域,直接發(fā)展pHEV插電式動(dòng)力汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)。


豐田的混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)全球最出色這點(diǎn)毋庸置疑,但混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)已經(jīng)喪失市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)也是不爭(zhēng)事實(shí)。假如在2014年純電動(dòng)汽車(chē)爆發(fā)初期開(kāi)放技術(shù)專(zhuān)利,今天的新能源汽車(chē)歷史就有可能會(huì)被改寫(xiě),純電動(dòng)汽車(chē)步伐或許也不會(huì)像如今這般速度發(fā)展。


混動(dòng)豐田第一,但也僅限于同自己比較,免費(fèi)開(kāi)放技術(shù)專(zhuān)利,阻止純電汽車(chē)發(fā)展陽(yáng)謀已失敗。


當(dāng)然,混合動(dòng)力技術(shù)一無(wú)是處論調(diào),這個(gè)觀點(diǎn)顯然也是錯(cuò)誤的,混動(dòng)技術(shù)汽車(chē)本該是傳統(tǒng)汽車(chē)到純電動(dòng)汽車(chē)中間最佳過(guò)渡產(chǎn)物,只是純電動(dòng)發(fā)展速度快于預(yù)期,目前新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程、充電問(wèn)題、安全性沒(méi)有得到完全解決之前,很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)全球也有足夠的新能源市場(chǎng)容納下豐田混合動(dòng)力汽車(chē)。


總結(jié)


動(dòng)力鋰電池發(fā)展到最后會(huì)不會(huì)出現(xiàn)多種不同種類(lèi)電池,這點(diǎn)在新能源汽車(chē)普及的初期難以斷定,但肯定一點(diǎn)豐田獨(dú)愛(ài)23年的鎳氫電池不會(huì)成為主流,因?yàn)槲锢硐拗茖?shí)在太高,豐田很難憑借一己之力完成鎳氫電池物理上的突破。超級(jí)電池問(wèn)世之前,動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)主流選擇依然是三元鋰離子電池和磷酸鐵鋰離子電池。


目前對(duì)超級(jí)動(dòng)力鋰電池還沒(méi)有明確含義,一旦最新氟離子電池突破續(xù)航和膨脹問(wèn)題達(dá)到量產(chǎn)階段,豐田的氟離子電池技術(shù)就有可能含義超級(jí)電池。


盡管混動(dòng)技術(shù)已經(jīng)錯(cuò)過(guò)最佳普及時(shí)機(jī),但動(dòng)力鋰電池、新能源汽車(chē)領(lǐng)域技術(shù)儲(chǔ)備豐田不是落后者,更不是后來(lái)者,豐田的新能源技術(shù)也是多元化發(fā)展,如燃料動(dòng)力電池、固體電池、鎳氫電池、鋰離子電池、氟電池以及新能源汽車(chē)技術(shù)每個(gè)環(huán)節(jié)或零部件,都有爭(zhēng)第一的實(shí)力,一個(gè)環(huán)節(jié)失敗了另一個(gè)環(huán)節(jié)立馬能彌補(bǔ)起所犯錯(cuò)誤,這就是技術(shù)儲(chǔ)備重要之處,更是豐田汽車(chē)可怕之處。


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