在全球市场面临环境与技术变革的背景下,许多企业正努力寻找新的增长点和转型方向。丰田汽车公司和出光兴产株式会社在固态电池领域的战略布局,为其他企业提供了关于技术创新和业务转型的有益参考。
一、丰田:电动化转型与多路径战略
丰田作为全球领先的汽车制造商,近年来在应对全球环境问题的背景下,逐渐调整其业务重心,从传统内燃机向电动汽车和固态电池领域转型。
根据专利申请趋势分析,自2009年达到峰值后,丰田与内燃机相关的专利申请数量呈下降趋势,而电动化技术的专利数量则显著增加。这表明丰田在技术研发上正逐步向电动化倾斜。
丰田的转型策略并非激进的全面转向电动汽车,而是采取了渐进式的发展路径。首先,在2021年底,该公司宣布到2030年将销售350万辆BEV(电池电动汽车),并发布30款BEV。
方法是先在混合动力汽车中安装固态电池,然后在2027年左右将其推广到BEV(电动汽车)上。
这一策略的依据在于固态电池技术的潜在优势:固态电池有望将电动汽车的续航里程提升至当前产品的3到5倍,并将充电时间缩短至10分钟以内,从而实现与传统燃油汽车相近的使用便利性。
从专利分析来看,丰田自2011年取得“离子电导率与有机电解质相当的陶瓷材料”突破后,丰田在固态电池相关专利申请方面保持发展势头。
其技术解决方案包括采用树脂缓冲材料收紧叠层电池以吸收变形,从而解决电池在充放电过程中的膨胀和收缩问题。
此外,丰田通过与Towa Gosei、住友金属、住友化学、Resonac(原昭和电工)、大金工业株式会社和吴羽株式会社等材料制造商合作,构建了一个涵盖多领域的生态系统。
这种合作模式使得丰田的固态电池开发不仅局限于单一技术领域,而是融合了广泛的知识与技术资源。
二、出光兴产:从石油到固态电池的业务转型
出光兴产作为一家传统石油公司,其在固态电池领域的参与为行业带来了新的视角。出光80%的销售额与燃料相关,面对脱碳时代的挑战,公司凭借其在石油精炼过程中产生的“硫磺”副产品,开启了向固态电池领域的转型。
早在1994年,出光就开始研究硫化锂——一种用于固态电池的材料,并在2007年以后逐步增加相关专利申请数量,尤其自2014年以来增长迅速。
出光不仅专注于材料开发,还制定了涵盖氢氧化锂权益收购、固体电解质制造以及固态电池回收和再利用的综合战略。
出光的研究团队背景多元化,最初由树脂开发团队成员主导硫的利用研究,随后半导体材料专家也加入其中。这种跨领域的人才组合为出光的技术创新提供了支持。
出光的转型战略包括三个核心优势:一是从原材料到成品的一条龙系统,涵盖从锂资源权益保障到固态电解质制造的全流程;二是硫磺处理技术,利用石油精炼过程中积累的有害物质管理经验;三是长期研发立场,坚持对某一技术领域进行长达10到20年的持续投入。
其中,硫磺处理技术尤为重要,出光能够安全处理硫化氢(H2S)这一潜在风险,从而在固态电池材料开发中占据竞争优势。此外,出光与大阪都立大学教授的产学合作也为固态电池开发提供了支持。
三、启示:技术创新与业务转型的关键要素
丰田和出光在固态电池领域的成功经验为其他企业提供了以下启示:
利用自身优势:丰田凭借其在汽车制造领域的技术能力和多技术整合能力,出光则利用其在石油精炼过程中积累的硫磺处理技术,均实现了从传统业务向新兴领域的成功转型。
长期投入与战略眼光:固态电池的开发是一个长期过程,丰田和出光均坚持了长达10到15年的研发周期。这种长期投入的策略表明,技术创新和业务转型需要企业具备战略眼光和持续投入的决心。
文:集邦固态电池