北京時間2022年四月八日下午1時，日產汽車在線上舉辦全固態電池技術說明會。

去年十一月二十九日，日產汽車首席執行官內田誠（MakotoUchida）和首席運營官古普塔（AshwaniGupta），通過線上直播方式公布"日產汽車2030愿景"（NissanAmbition2030）。

其中提到，日產汽車是首批自主研發車載鋰電池技術的公司之一，已進行30年探索。在此基礎上，它將引入無鈷技術。目標是到2028年，和第二代日產聆風（NissanLEAF）相比，將液態鋰電池成本降低65%以上。

電池是轉型的關鍵，日產汽車正在研究固態電池技術（ASSB）。到2026財年，計劃投入1400億日元（約79億元），并和全球伙伴合作。到2028財年，推出搭載這一電池技術的電動汽車型。2024財年在日本橫濱建造試點廠。

很多人想當然地認為，固態電池要比當下的鋰電池更加安全。日產汽車負責先進電池研究的副總裁KazuhiroDoi希望人們能消除這一既定觀念。

的確，下一代固態電池摒棄了易燃的液體電解質。但它們會塞滿更多的能量，一旦出現問題，可能會引發暴力火花。

作為日產汽車固態電池開發工作的負責人，KazuhiroDoi警告說，固態電池能量密度是目前鋰電池的兩倍，因此就像一個更危險的潛在炸彈。"假如發生重大事故，固態電池可能會比現在的電池更具災難性。"

不過，KazuhiroDoi也堅信，日產汽車目前可以克服此類安全問題，以及其他導致固態電池難以實現的關鍵因素。

KazuhiroDoi的團隊一直在努力解決這些難題。日產汽車承諾，將在短短6年期限內，將重量更輕、體積更小、能量密度更高的固態電池推向市場。

日產汽車認為，該公司可以實現一種電池，其能量容量是鋰電池的兩倍，充電時間為鋰電池的三分之一。

全固態電池技術能有效降低電池成本。日產汽車計劃到2028財年，這種電池能將電池組成本降至每千瓦時75美元。未來，將成本進一步降低至每千瓦時65美元，以實現電動汽車型和燃油車型成本持平。

這家汽車制造商希望，這樣的突破能幫助其在一系列新細分領域推出電動汽車型，比如皮卡、大型SUV甚至是跑車。在這些細分領域，重量和尺寸是一個問題。

"我認為全固態電池可以改變游戲規則。"KazuhiroDoi說。

▍手工試制

目前，日產汽車只是朝著這個目標邁出了第一步，它設立了一個可行性研究實驗室，正在對這種電池進行手工試制、限量生產的實驗。假如一切按計劃進行，這個小規模、秘密的廠將在2024年啟動試點，在2028年實現大規模量產。

在日產汽車努力應對這一重要新技術的同時，從豐田汽車、大眾汽車集團到通用汽車，以及許多初創公司和幾乎所有傳統對手，都在競相尋找該領域通往成功的正確道路。

一窺日產汽車實驗室，就可以想象通往固態電池的道路將是多么漫長和艱難。

這個1400平方英尺的車間是一個封閉的干燥房間，位于日產汽車Oppama廠的一個舊倉庫內。工程師們曾在這里制作新型催化劑原型。

在這間干燥車間，大約有10名工人正在費力地混合電解質漿，用長勺從塑料杯中舀出陰極粉末，這一過程完全手動完成。他們把它混合成一種墨黑的黏液，然后像攤煎餅相同鋪在薄鋁板上——一次只能生產兩塊電芯。

粘液干燥后，薄鋁板經過一個類似電話亭的沖壓機器，其沖壓壓力是標準鋰電池的3倍。

然后，工人們將電解質片切成合適的尺寸，并小心地將它們和陽極片堆疊在一起。最后，他們將四層電池真空密封到鋁箔袋中。

這項工作既費力又費時。大部分工序都是通過有機玻璃手套箱完成的，以保持超低濕度和清潔。由于房間非常干燥，技術人員要每兩小時休息一次補水。

▍每月50個

日產汽車負責創新電池生產工藝的副總經理KenzoOshihara說，目前這個實驗室每月只能生產大約50個這樣的四層電芯。

Oshihara估計，一輛電動汽車就要大約5000個這樣的電芯。

"要在這個試制房間里為汽車制造電池還要很長時間。大規模生產的設備必須更加精密。"Oshihara補充說。

更大的挑戰在于技術和制造。目前，日產汽車仍在尋找陰極和陽極的正確化學材料。該公司和美國國家航天局(NASA)有合作關系，可以在NASA龐大的電池數據庫中搜索有效的材料組合。

利用人工智能篩選方式，日產汽車相信它可以將研究時間縮短一半以上，從5到20年縮短到2到3年。

KazuhiroDoi說，日產汽車還在專注于無鈷陰極化學成分，可能會使用硫或錳，因為這些材料相對豐富且價格低廉。在陽極方面，日產汽車考慮硅基或鋰金屬化合物。

▍精度高于一切

下一步，是制造這些電池的嚴格標準。

首先，漿液必須攪合得很細，必須把所有的結塊都清理出來，以最大限度地提高電池的導電性。陰極-電解質-陽極層要絕對精確地排列。在此過程中，日產汽車必須完善如何將所有這些程序提升到大規模量產的狀態。

"這一切都和精度有關，但精度和成本和速度有關。"KazuhiroDoi說，"和傳統的鋰電池相比，這是一套復雜得多的工藝。"

日產汽車表示，它已經克服了一些障礙。

陰極上采用了粘合劑，降低電阻的同時，改善了鋰離子的移動。工程師們還發現了一種材料，可以抑制會導致電池短路的枝晶形成。他們還發明了一種設計，使得電解質和電極層重復擴張和收縮而不分離。

更重要的是，該團隊表示，他們已經破解了在低溫下快速充電的秘訣。

▍自主研發

盡管有越來越多的初創公司和供應商試圖進入固態電池領域，但日產汽車認為，單干和自主研發比合作更加有優勢，至少在初期階段是這樣。

在談到外部供應商時，KazuhiroDoi表示:"他們沒有成熟的技術，無法和我們這樣的汽車制造商合作。"日產汽車希望控制電池設計和制造等領域的技術訣竅，而不一定是原材料本身的化學成分。

"這將是我們競爭力的來源。"他說。

但日產汽車只有幾年的時間來解決這個問題，并在2028年之前實現成本目標。該公司希望通過使用更便宜的材料和簡化生產流程來實現這一目標。

"當然，我們目前談論的是研發過程，所以沒有百分之百的信心。但只要我們努力，我們就可以做到。"KazuhiroDoi說。

（本文部分內容綜合AutomotiveNews報道，部分圖片來自網絡）