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日本為何如此重視全固態(tài)電池技術(shù)?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1192次  |  2018年06月22日  

日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)日前宣布,該國部分企業(yè)及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將在未來5年內(nèi)聯(lián)合研發(fā)下一代電動(dòng)車全固態(tài)鋰電池,力爭早日應(yīng)用于新能源汽車產(chǎn)業(yè)。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資100億日元,豐田、松下等23家汽車、電池和材料企業(yè),以及京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究所等15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將共同參與研究,計(jì)劃到2022年全面掌握全固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)。


此前,日本鋰離子電池技術(shù)與評(píng)估中心財(cái)團(tuán)從日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省那里獲得了1400萬美元的資金支持,最終目標(biāo)是在2030年之前共同研發(fā)出一種能夠支持800公里續(xù)航里程的電池。


今年以來,日本國內(nèi)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的重心主要集中在全固態(tài)鋰電池上。不禁讓人好奇,為何如此重視全固態(tài)電池技術(shù)?


全固態(tài)電池技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)


此前,雷諾汽車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人諾曼德公開表示,全固態(tài)電池是汽車工業(yè)的新希望,在成本、密度和熱穩(wěn)定性方面都較目前的鋰離子電池有巨大優(yōu)勢(shì),未來將主應(yīng)用于長續(xù)航的電動(dòng)汽車。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

全固態(tài)電池在電池領(lǐng)域發(fā)展的根本驅(qū)動(dòng)力之一就是安全性。傳統(tǒng)鋰離子電池的隔膜和電解液。根據(jù)電池的電極材料特性,在大電流下工作可能出現(xiàn)鋰枝晶,從而刺破隔膜導(dǎo)致短路,電池?fù)p壞;而電解液為有機(jī)液體,在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會(huì)加劇。


此外,全固態(tài)電池相比傳統(tǒng)鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)也比較明顯:


首先,相同能量下,全固態(tài)電池更薄且體積更小。傳統(tǒng)鋰離子電池中,隔膜和電解液共占據(jù)了電池中近4成的體積和2成的質(zhì)量。如果用固態(tài)電解質(zhì)取代,那么電極間距可以縮短到微米級(jí),極大降低電池厚度,因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化,薄膜化的必經(jīng)之路。


不僅如此,經(jīng)過氣相沉積制備的全固態(tài)電池,其整體厚度可能只有幾十個(gè)微米,因此就可以制成非常小的電源器件,整合到MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))領(lǐng)域,從而方便電池應(yīng)用在新型小尺寸智能電子設(shè)備,實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品的小微型化。


其次,全固態(tài)電池輕便,能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后,鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變,可以使用金屬鋰來做負(fù)極取代石墨負(fù)極這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量,使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。在OFweek鋰電網(wǎng)5月份舉辦的研討會(huì)上,來自固體新能源的胡啟朝帶來的能量密度可達(dá)500瓦時(shí)/千克固態(tài)鋰金屬電池就是一個(gè)成功的佐證。

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