cookieOptions = {...}; .日本企業加速研發下一代電池 索尼為首 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2017年4月21日 星期五

UNBOXING SONY Li-ion POLYMER PORTABLE CHARGER 5000mAh




來源: 日篤小站

90年代,日本索尼公司率先把鋰電池,從大學研究階段轉變成商用化產品。不僅使筆記型電腦和手機等產品得到很大進步,同時也拉開了一個行動產品的新時代的序幕!

如今,以索尼公司為代表的日本企業,正在加速研發下一代電池,筆者將分兩部分,來介紹日本企業2020年之前的鋰電池研發動向,和全固體電池研發情況。


「通過對Li-S、Mg-S材料技術的開發,將會把現在的單位體積能量密度700Wh/L,在2020年時提高到1000Wh/L。」

索尼公司先端材料研究所所長,如此談及材料的名字,是非常少見的。之所以各家企業積極研發下一代電池,是應為以電動車輛和移動機器對電池性能有更高的要求。

但是電池的性能不是短時間內可以開發出來的,隨著電池容量的提高,發熱和起火問題也隨之而來,這就對電池的安全問題有著更高的要求。

第1部分:2020年研發動向
高能量密度的鋰電池,根據用途分為兩大類:一種是面向行動設備(手機等),另外一種是面向電動車輛。雖然都是鋰電池,卻有著完全不同的開發方式。但如今兩種類型的鋰電池的負極材料中,Si合金正在走向活躍的表面舞台。

行動設備
索尼主要研發,如手機等行動便攜電子產品的鋰電池,估計2016年單位體積的能量密度可以達到750?800Wh/L,然後經過900Wh/L,到2020年預計可以達到1000Wh/L。

能量密度的提高,可以大幅增加智會手機App的應用範圍和數量,並可以延長待機與使用時間。現在索尼公司表示,已經實現了鋰電池的最大充電電壓為4.45V,放電電壓為3.0V,使用的材料和現行版電池一樣,正極是LiCoO2,負極是碳素材料。
但是2017年以後,負極材料會發生很大變化,有可能會使用Si合金。雖然使用Si合金,會導致Si系材料的體積膨脹,經過充放電會破環Si的結晶構造,但是索尼公司表示,已經確立了Si系材料的體積膨脹控制手法。

電動車
隨著EV和PHEV技術的不斷發展,對車載動力鋰電池的市場需求也越來越大,根據2015年東京車展的展示,本站主要對日立,本田,三菱等三家企業的狀況做以下概要小結:

各家公司透過對材料和能量密度的改善,來提高電動車的航續距離,相信在2020年時,技術將會發生質的變化。
第2部分:全固體電池的研發(ALL-SOLID BATTERY)



未來2030年的新一代高性能電池的研發,各家企業以及大學對全固體電池是很有期待的。全固體電池是指,用固體材料取代原本的電解液作為電池的電解質,比起原來的有機性電解液的電池,全固體電池有著不容易起火,高安全性。

各個國家的企業和大學研究機關,創業公司都在積極研究全固體電池。特別是如果應用在EV等電動車輛上,具有很高的安全性。但是比起液體的電解質,離子傳導率非常低,所以實用化有很大的難度。在很多全固體電池的研究發表中,索尼公司發表的薄膜型固體電解質受到很大的關注。

索尼公司的薄膜型全固體電池

下面對日本企業的全固體電池研發狀況做個小結:


也許在2030年這種全固體電池,將會超越鋰電池,成為新一代電池的主力,讓我們拭目以待。

                                                                                                                                                                                                                 

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