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日企新材料让电池寿命变10倍,1节或能用50年

2023/11/24

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  日本欧力士的合并子公司KOIKE(山梨县昭和町)和产业技术综合研究所(简称:产综研)联合开发了用于下一代“固态电池”的新材料。电力更容易输出,与现有电池相比可大幅延长寿命。首先寻求应用到医疗器械等领域。在有望提高安全性和便利性的新一代电池领域,多样化的材料开发不断推进。

      

  本次开发出了用于固态电池电解质的单晶物质。电解质负责输送离子,带来充放电能力。与传统的固态电池电解质中使用的多晶物质相比,电阻可降至10分之1左右。据称,电子更容易通过,还有助于延长电池寿命。

  

KOIKE和产综研集团开发出了使用单晶的半固态电池的电解质(KOIKE的工厂)

  

  设想把固态电池应用于起搏器等医疗设备和智能手表等可穿戴终端。例如,现有起搏器用电池的寿命被认为在510年左右,据悉如果使用新技术有望延长至50年左右。

     

  KOIKE开展用于电子设备基板的单晶晶圆业务。欧力士于2017年收购了KOIKE的股份,使其成为财报合并子公司。KOIKE过去曾入选日本中小企业厅的“全国300家制造业中小企业”名单。

    

  利用通过主力的晶圆业务积累的量产技术,KOIKE成功开发出直径25毫米的高品质电池用单晶。大型单晶被认为很难制造。今后,将开始向电池厂商分发样品。与电池厂商合作、成立合资公司等也提上日程,力争20272028年实现量产。

   

KOIKE和产综研集团开发的单晶电解质

 

  还将与产综研100%出资设立的AIST Solutions(茨城县筑波市)合作,通过调整或扩大正极使用的材料,继续推进提高电池容量的讨论。如果电池容量增加,用途有可能进一步扩大至汽车等领域。

    

  广泛普及的锂电池使用液体电解质。如果受到强烈冲击等导致损伤,会发生短路,还存在发热和起火的风险。固态电池的特点是耐冲击,即使在高温下也不会起火,安全性高。

    

  关于新材料,为了防止性能劣化,现阶段设想在电极上涂布液体后使用。将成为固态和液态电解质一起使用的半固态电池。

  

  另一方面,丰田和出光兴产推进开发的“全固态电池”则在电解质中使用硫化物。KOIKE等开发的单晶新材料被认为安全性更高。

    

  加拿大调查公司Emergen Research的统计显示,全球固态电池市场规模截至2021年为6亿美元,预计到2030年将扩大至101亿美元。除了不断应用于纯电动汽车(EV)之外,在耐热性要求较高的电子设备上也有望普及。

     

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