丰田、村田、TDK…备受瞩目的全固态电池！提前开始的市场争夺战

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摘   要：近年来，高安全性全固态电池的开发和普及备受瞩目，各大电子零件制造商充分利用自身技术特长，纷纷参与到全固态电池的开发中，以尽早争夺市场份额。本文中将追踪日本相关公司有关全固态电池的最新动向。

关键字：全固态电池、高安全性、耐久性、量产、小型、大容量、陶瓷固体电解质

追求安全性和耐久性，推进“换电”服务

以汽车为首，各种各样的产品正推进电动化，电池的应用范围不断扩大。与此同时，要求电池具有更高的安全性，可以不受温度等利用状况影响。最近几年，全固态电池的普及备受期待。电子零件制造商充分利用自身技术特长，纷纷参与到全固态电池的开发中。

（文中图片均来自网络）

全固态电池中，因为产生电流的电解质从液体变成固体，所以不会有起火和漏液的风险，安全性得到提升。此外，其可适应的温度范围更广，耐久性更好，从而可以拥有更大的应用范围，具有诸多优势。

根据富士经济（东京都中央区）预测，2018年全固态电池的世界市场为24亿日元（约合1.5亿元），到2035年将扩大到26772亿日元（约合1700亿元）。其中，全固态电池用于在极端条件下为电动汽车（EV）提供动力而备受期待，汽车制造商等正致力于开发大容量全固态电池并实现量产。

在此背景下，各电子零部件制造商以小型且大容量为目标，开拓市场，并计划在2021年开始量产。

在联合国可持续发展目标（SDGs）和ESG（环境、社会、公司治理）理念被广泛接受的背景下，“减轻环境负荷”已经成为商业中不可或缺的关键词。安全性高和寿命长的全固态电池，因具有通过减少事故和电动化从而减轻环境负荷等的特征，从世界发展的潮流来看，势必将得到普及。

实际上，部分电子零部件制造商已计划在2021-2022年间，开始将现有的锂离子电池替换成全固态电池，并最终实现全固态电池的全部替换。

电子零部件行业的业绩容易受汽车和智能手机的销售情况等外部因素影响。因此，各厂商对未来需求增多的全固态电池充满期待。各公司均以小型以及大容量为特征，且目标领域也相似。哪家企业可以先发制人，完善量产体制，从而获得市场份额？竞争的导火索已经点燃。

TDK：表面实装型量产

TDK从今年2月开始，领先其他电子零部件厂商开始量产实用于表面安装装置（SMD）的“CeraCharge”。月产3万个，根据订单需要，可以提高到月产10万个。

该产品使用陶瓷固体电解质，无需担心漏液、爆炸和火灾。容量为100微安，与微型纽扣电池相同；充放电循环实现了1000次以上；额定电压为1.5V；可操作的温度范围为-20℃~-80℃；产品外形尺寸为4.4×3.0×1.1Hmm；采用小型叠片陶瓷电容器（MLC）的叠片技术。

全固态电池没有爆炸、火灾隐患（TDK）

村田：专注机器人以及IoT应用方向

村田制作所从2020年下半年开始，在位于滋贺县的工厂开始小型高容量全固态电池的量产，月产达10万个。2-25毫安时，其容量可达其他公司产品的100倍；尺寸为长5-10mm，宽5-10mm，厚2-6mm，可用于表面安装。计划还将其用于助听器、机器人等的位置控制设备以及在工厂中收集环境数据的IoT（物联网）设备等。

此外，村田正在开发容量进一步提高20-30%的产品。目标用于可长时间使用的无线耳机，并将在21年前期讨论量产。

村田于2017年收购了索尼的电池业务，后者在世界上首次实现了锂离子电池（LiB）的商品化，并于2019年融合MLCC等的固体设备技术，开发出了全固态电池。将来，村田“希望与无线充电IC（集成电路）等组合，提供一体化模块”（模块技术统括部）。

Maxell：高耐热性·长寿命

Maxell（东京都港区，社长中村启次）从今年10月开始在电池生产基地小野事务所（兵库县小野市）增加生产设备。从2019年9月开始样品出货，并预计在2021年内开始正式量产。

该公司的全固态电池是小型的纽扣型，以高耐热性和长寿命为目标，期望在-50℃~125℃的温度范围内都能发挥性能。目前出货的样品的直径为9.5mm，厚度为2.65mm。固体电解质使用了与三井金属合作开发的材料。

设想用于可穿戴设备和工厂自动化（FA）设备等。该公司的目标是“要创造出全固态电池不可或缺的市场”（能源事业本部）。

Maxell开发的纽扣型全固态电池

（与1日元硬币的比较）

太阳诱电：小型、大容量并存

太阳诱电的全固态电池计划在2021年内实现量产。其使用了独特的氧化物固体电解质陶瓷，不需要电池隔膜等。

该电池几乎不与大气中含有的水分和二氧化碳发生反应，而且没有使用电解液，所以不会燃烧。负责人表示，“通过使用MLCC的叠片技术同时实现了小型化和大容量化”。

其采用独有的电解质陶瓷，不必在高级别的干燥室等特殊环境下也能生产制造。进一步运用MLCC的制造工艺技术，实现固体电解质的薄膜化和多层化，从而实现了小型化和大容量化。尺寸为长4.5mm×宽3.2mm×厚3.2mm，以及长1.0mm×宽0.5mm×厚0.5mm。

太阳诱电将在2021年内量产全固态电池

FDK：计划开发新一代电池

FDK正在开发全固态电池、替代铅电池的镍锌电池、以及利用空气和氢的氢空气二次电池等新一代电池。

当前，为在2020年内开始应用于SMD的小型全固态电池的量产，FDK正在湖西工厂（静冈县湖西市）完善生产体制。FDK于2019年开始样品出货，并计划在2020年内，达到月产30万个，到2022年达到月产200万个的量产规模。其生产的电池的尺寸为长4.5mm×宽3.2mm×高1.6mm。采用了小型电子零件的制造方法，预计将用于工业用设备和IoT机器用电源等。

汽车厂商丰田：成功用于EV

丰田汽车以20年代前半期实现实用化为目标，正在推进全固态电池的开发。2011年，丰田与东京工业大学共同发现了适合电流正极和负极之间通过的固体电解质。与现有的锂电池相比，单位体积的能量密度有望提高2倍以上。在实证实验中，使用该电池成功启动了丰田制造的超小型电动汽车（EV）“coms”。

丰田和松下的合资企业Prime Planet Energy & Solutions（PPES，东京都中央区）负责此次电池基础部件“CELL”的开发。丰田母公司亲自参与了连接多个单电池制作电池包的工序。PPES的社长好田博昭称：“松下和丰田掌握的生产和电池的技术正高度融合，致力于新一代电池的开发。”

高容量化和安全性的提高自不必说，今后包括材料供应在内的量产工艺的确立将成为实现实用化的关键。

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翻译：金滢洁

审校：李涵、贾陆叶

统稿：李淑珊

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