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汇总:谁是新一代电池的最有力候选?

2023/05/09

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中国宁德时代新能源科技(CATL)等企业正在加紧开发钠离子电池(摘自该公司官网)

     

      锂离子电池广泛应用于纯电动汽车(EV)、移动终端、蓄电池等领域,瞄准锂电池之后的“新一代电池”的开发竞争日趋激烈。提高性能和安全性的最有力候选之一是全固态电池。因考虑到锂资源价格高涨和稳定采购而不再使用锂的电池也在积极推进开发。

     

      安全的全固态电池,开发处于紧要关头

      

      一直被视为新一代电池最有力候选的是“全固态锂电池”。其特点是将电解液由液态改为固态。与普通锂离子电池相比,安全性更高,有望提高能量密度和实现快速充电。率先开发的是面向纯电动汽车的全固态电池,丰田、本田、日产汽车等企业都在推进开发。

  

      全固态电池被设想在2020年代后半期配备到纯电动汽车上。麦克塞尔(Maxell)已开始面向工业机械量产大容量全固态电池。据日本调查公司富士经济(位于东京都中央区)预测,到2040年,全固态电池的市场规模或扩大到3万8605亿日元。但由于电解质为固态,充放电导致电极膨胀和收缩后,电解质会剥离,造成性能降低,因此仍存在有待解决的课题。

  

全固态电池成为“主角”的路上有3个坎

      
      目前在原有电池技术上日本被中韩逆转,不得不转变了政策,一直在积极推进全固态电池的开发。但磷酸铁锂等采用原有技术的液态电池进步显著,与全固态电池的开发竞争激烈,日本忽视现有电池的研发已出现了弊端……

麦克赛尔将全球首次量产大容量全固态电池

      将于今夏开始生产用于工厂机器人的产品,耐用年限可达10年左右。全固态电池被认为将取代锂离子电池成为新一代电池的主流。但生产成本估计超过锂电池的4倍。目前只有小容量产品实现量产。在相关技术开发领域,日本企业处于领先地位……

日本技术或让全固态电池充电时间降至1/2800
  

      研究人员在电解质和正极间设置约5纳米厚的缓冲层,把界面电阻降至2800分之1。界面电阻左右着充放电性能,电阻越小,越能快速通过大电流。经简单计算,可将全固态电池的充电时间降至2800分之1……

日本车企大举投资全固态电池
  

      本田将投入430亿日元,到2024年启动全固态电池的验证生产线。丰田和日产等也将全固态电池视为王牌,加快开发。截至目前,用于电子产品等的小型电池的实用化取得进展,而车载全固态电池仍处于开发量产技术阶段……

  

      钠离子及氟化物等电池登场,目标是取代锂

    

      以取代锂离子为目标,使用钠离子、氟化物离子、镁离子等的电池也在推进开发。与锂不同,这类电池能以低成本确保原料,而且有望因可携带的电子量增加而提高性能。

  

      钠离子电池的电压和能量密度较低,性能逊色于锂离子电池。氟化物离子电池因性能远远高于锂离子电池而备受期待,但电极的最佳材料尚未找到,预计要到2035年以后才能实现实用化。

  

新型电池专利:中国量居首,日美质占优
  

      日经等对2003年以后不使用高价锂的7种主要新型电池的有效专利进行了分析。按国别来看,中国在专利数量上压倒其他国家,企业和机构方面,有效专利数量居首的也是中国科学院。不过,从衡量所持专利的竞争力的综合指数来看,情况不太一样……

中央硝子将量产钠离子电池电解液,供应中企
  
      钠离子电池有望通过量产使成本降至锂离子电池的一半左右。中央硝子将量产钠离子电池电解液,预计中国电池厂商将成为主要客户,还考虑通过中国的合资工厂进行生产……

氟离子电池或成为主角,日本领跑研发
    
      氟离子电池存储电力的性能提高至锂电池的6~7倍,能做出更轻、更小的电池。充电一次行驶1000公里的纯电动汽车(EV)将进入视野。理论上也能实现不使用稀有金属的结构,易于避免资源采购风险……
锂电池何时被超越?
  
      有很多人喜欢可以储存很多电的锂电池。但能毫不犹豫选择锂电池的或许只有现在。因为日美欧瞄准超越锂电池,正在竞相开发“镁电池”及“锌电池”。1990年代登场的锂电池会丢掉主角的地位吗?

   

      中国将新一代电池推向实用化

 

      新一代电池的开发在中国也很活跃。中国大型电池企业宁德时代新能源科技(CATL)于2023年4月宣布,将向中国汽车制造商供应钠离子电池的车载产品。中国科学院于2022年发布了负极使用金属钠并将容量提高到锂电池同等水平的技术。

  

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