日本轻型锂硫电池新突破 为何还不能取代动力电池

　　2021年11月16日，《日本经济新闻》透露了日本在电池领域的一个新突破，关西大学与汤浅公司联手研发出了一款“轻型锂硫电池”，对全球动力电池产业中国一家独大的局面发起了冲击。

　　质量能量密度是现有锂电池的两倍，而存储的电量要比同尺寸的锂电池多出八倍，也就是说如果这款电池能运用到新能源电车上，那路上的充电桩都不用装了，但人家搞这款电池并不是用在电车上的，而是为一个电动飞机项目准备的。

　　而且有一点值得警惕的是，日本车厂新能源技术的推进跟军用化体系是密不可分的。

　　其实日本搞锂硫电池并不是件新鲜事儿，早在2018年下水的日本苍龙级潜艇11号艇应龙号，是全球第一款装配新能源电池的作战潜艇，采用柴油机加锂硫电池驱动，装载的电量差不多有一万度。

　　这种柴油机加锂聚合物电池的动力相较于之前苍龙级用的铅酸蓄电池，增加了一个加强型增程式油电混动功能，也就是EREV驱动。

　　我查了下这款潜艇的电池供应商，碰巧不巧就是日本汤浅公司。汤浅的前身就是1918年成立的日本汤浅株式会社，在中国名气不大是因为人家在我们这主要是卖铅酸蓄电池，但他的动力电池实力也很强。

　　2004年汤浅株式会社跟日本电池厂合并，一举成为全球第二大、日本最大的动力电池生产商。像汤浅跟丰田合作搞的锂能源、跟本田搞的蓝能，成为了这两大车厂新能源的核心技术。

　　诶，这里就有一个问题，为什么日本搞锂电池搞得不咋样，却跑去搞氢能源、搞燃料电池、搞锂硫电池呢?日本锂硫电池会撼动中国动力电池的龙头地位吗?

　　其实从上世纪九十年代锂电池诞生以来，在长达30多年的时间里，日本几乎是一家独握霸权垄断整个行业，1991年日本巨头索尼抢先将锂电池商业化，装有锂电池的照相机、手机、笔记本电脑等消费电子在全球极其畅销。

　　直到2006年日本在锂电池的四种核心材料上斩下了全球最高份额，正极材料、电解液和隔膜的份额达到了77%，负极材料更是高达96%，特别是当时制造隔膜的PP、PE原料，日本从中国进口大约是每吨两万，买回去加工后再反卖回我们定价高达每吨300多万，日本暴利收割着中国乃至全球市场。

　　但随着韩国三星、LG消费电子行业的崛起以及中国在新能源电池领域的发力，锂电池四大核心材料市场份额逐渐被中韩取代，韩国锂电池有自家几大巨头买单，在国际上生存不成问题。

　　中国电车增产的势头迅猛，庞大的市场和国家支持是中国锂电池产业崛起的关键。

　　反观如今日本松下电池接的一个特斯拉大单就几乎占据了整个日本锂电池行业的半壁江山，甚至可以直接断言，没有特斯拉，日本锂电池产业几乎就要全面衰退了。

　　关于日本锂电池产业的衰退，网上很多言论归咎为日本只是在大力发展氢能源、日本在锂、钴、镍等金属资源上非常匮乏。

　　其实这些说法都比较片面，氢能源真的噱头大于实际意义，至少在现阶段，本田、日产都已经放弃这条路线了，丰田内部也有很多人觉得氢能源不靠谱，氢能的储存、催化、工艺和安全性等各个环节都是坑。

　　日本锂电池产业的衰落关键就是没有市场，首先就是自己国内的几大巨头车企对锂电车根本不感兴趣，一直抱着燃油车的霸主地位骄傲不放，国内的车企不买单，就更别指望国外了，没有市场锂电池产业自然就搞不起来。

　　但日本在锂聚合电池的军用上搞的很勤，可以说日本电池最前沿的技术在军用装备上应用的最广泛，你要是去日本民用市场找这些技术，发现离商业化还有一大截。

　　2013年日本对外公布了一款增程式油电混动6轮突击炮验证车，当时还是采用的松下的镍钴铝酸锂电池，结果三年后公布的新款油电混动电履带验证车，就升级成能量密度达到前所未有的每千克380瓦时的锂硫电池。

　　2017年丰田就凭借成熟的燃料电池技术在全球推出了燃料电池车，但就在2016年后，丰田和汤浅联手攻克了高密度大电量锂硫电池的散热和充放电稳定性的难题，而且很快在2018年被日本搞在应龙号潜艇上，直接成熟应用，能量密度更是超过每千克400瓦时，装载电量超一万度电。

　　其实从2013年起，日本丰田、三菱、松下、三洋、川崎等一大批车厂和电池供应商，就参与了日本舰艇燃料电池、三元锂电池的研制，到最后搞出更加先进成熟的锂硫电池，都无不在透露日本在新能源电池领域的暗藏实力，我们单单从锂电池行业看日本新能源技术是有点片面的。

　　日本应龙号潜艇用的锂硫电池是体积重量很大的，文章开头提到去年底汤浅公司推出的就是一款轻型锂硫电池，问题来了—— 一旦这种电池被应用在乘用车行业，会不会对我国新能源电池和车企造成降维打击呢?日本新能源能凭借这款电池东山再起吗?

　　首先可以确定一点的是，锂硫电池的确是下一代电池的热门研究方向，这是因为锂硫电池的正负极理论容量高达每克3860毫安时，电池理论能量密度高达每千克2510瓦时，远远高于现有的动力锂电池，但至今仍有三个技术难题还没有解决，想要冲击现有新能源车锂电池格局更是困难。

　　首先是锂硫电池的穿梭效应难题，锂硫电池放电过程中产生的中间产物硫化锂容易氧化负极的锂金属，直接结果就是造成电池容量下降，有效抑制中间产物穿梭效应至今是科研界尚未解决的。

　　第二点就是体积能量密度问题，上文提到的能量密度严格上说分为质量能量密度和体积能量密度，硫锂电池质量能量密度表现没有对手，但体积能量密度的表现就非常差，也就是容易造成电池体积变大，俗称电池鼓包导致电极结构被破坏，解决的办法就是增大电池体积保护电极，因而锂硫电池根本不适合上家庭乘用车。

　　最后一个难题就是电池循环次数，锂硫电池的充放电频率远低于三元锂电池，这也侧面反映了锂硫电池的效率低。

　　所以锂硫电池从现有的技术来看，根本没法大规模在新能源车行业商业化，但是在商用车、无人机、和军用上价值很高，日本应龙号潜艇上锂硫电池那是超大号的，自然就不需要过于考虑这些难题，关键就在于轻型锂硫电池的技术能不能成熟。

　　汤浅公司的轻型锂硫电池能否商业化，技术难题是不是都解决了，这仍是一个疑问。现在工业界锂硫电池搞的最前沿的也不是日本，而是韩国的LG集团，LG持有的专利数在全球是遥遥领先的，说日本凭借锂硫电池打破中韩锂电池格局，还为时尚早!