瑞達(dá)新能源述日本鋰離子電池研究新進(jìn)展:續(xù)航將超1000里

發(fā)布時(shí)間:2024-10-22 閱讀:0 來源: 瑞達(dá)新能源

  日本鋰離子電池研究新進(jìn)展:續(xù)航將超1000里

  據(jù)《日本經(jīng)濟(jì)新聞》12月27日報(bào)道,1次充電可行駛相當(dāng)于東京至大阪的500公里的鋰離子電池技術(shù)開發(fā)在日本正日趨活躍。積水化學(xué)工業(yè)的技術(shù)已經(jīng)具備取得突破的頭緒,旭化成也已接近。均能采用現(xiàn)有的電極,預(yù)計(jì)到本世紀(jì)20年代前半期實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將扶持充分發(fā)揮電池性能的技術(shù)開發(fā)。在世界范圍內(nèi),轉(zhuǎn)向純電動(dòng)汽車(EV)的趨勢正在加速,如果作為課題的續(xù)航距離大幅延長,以鋰離子電池為主角的時(shí)代或?qū)⒗^續(xù)持續(xù)。

  如果在完全充電狀態(tài)下可行駛500公里,將匹敵汽油車的性能。日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省等認(rèn)為這是純電動(dòng)汽車普及的條件之一,提出2030年達(dá)成的目標(biāo)。純電動(dòng)汽車迅速普及的中國結(jié)束了對續(xù)航距離低于150公里的車型的補(bǔ)貼,增加了續(xù)航距離長的車型的補(bǔ)貼。

  鋰離子電池于1991年商品化,被用于筆記本電腦和攝像機(jī)等。2009年被用于量產(chǎn)型純電動(dòng)汽車。完全充電可行駛的距離在200公里左右。一般認(rèn)為2010年代初以當(dāng)時(shí)的技術(shù)難以達(dá)到500公里,到2030年前后將被全固體電池等新一代電池取代。

  新一代電池的開發(fā)在世界范圍內(nèi)日趨活躍,但技術(shù)上的課題很多。另一方面,鋰離子電池的技術(shù)開發(fā)取得進(jìn)展,500公里的突破日趨具有現(xiàn)實(shí)可能性。研究人員等預(yù)測“鋰離子電池還能繼續(xù)使用10年左右”。

  鋰離子電池通過鋰離子在正負(fù)電極間移動(dòng)來產(chǎn)生電力和進(jìn)行充電。要增加電池的容量,有必要增加電極中存儲的離子,或減少內(nèi)部電阻,使電子通過更加容易。

  積水化學(xué)開發(fā)的是用于正極的技術(shù),在加入的炭材料的結(jié)構(gòu)上下功夫,使電子流動(dòng)更容易。擴(kuò)大正極之中電子通過的通道,電子流動(dòng)更加順暢,達(dá)到以往的10倍左右。除了大量獲得發(fā)生的電流之外,電極不易損壞,耐久性得到提高。

  將使正極加厚,以便更多取得鋰離子。在實(shí)驗(yàn)中,電池的容量提高了3成左右??蓪⒗m(xù)航距離從現(xiàn)在的400公里提高至超過500公里的水平。計(jì)劃到2021年作為零部件加以銷售。

  旭化成則是通過向負(fù)極混入氧化硅,將容量提高2成左右。向采用碳類材料的負(fù)極中加入硅系物質(zhì),使得存儲鋰離子更加容易,能增加容量。但是,具有在捕捉一部分離子的情況下無法釋放的問題。通過在負(fù)極中預(yù)先注入離子,讓被捕捉的部分不產(chǎn)生活動(dòng),鋰離子的取得和釋放變得順利。旭化成力爭在數(shù)年后實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

  此外,采用此前不存在的電極材料的研究也在推進(jìn)。橫濱國立大學(xué)的藪內(nèi)直明教授與松下合作,開發(fā)了混入氟的正極。不僅是金屬,氧氣也能用于電極內(nèi)的電子流動(dòng),容量達(dá)到2倍。住友化學(xué)推進(jìn)采用鋁的負(fù)極的開發(fā),提出將容量提高至2.5倍的目標(biāo)。

  日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將自2019年度起,開發(fā)使完全用完鋰離子電池電量成為可能的技術(shù)。為了防止起火事故等,電池以低于上限的容量使用。將扶持能準(zhǔn)確檢測剩余電量的傳感器的開發(fā),增加可使用量。在2019年度預(yù)算中列入2億5千萬日元,力爭到2023年實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。

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