中國粉體網(wǎng)訊 據(jù)早先共同社2020年2月12日電–不易起火又能迅速充電,裝到電動汽車(EV)上,一次充電可以從東京開到九州,關于全固態(tài)電池的研發(fā)嘗試正在日本關西地區(qū)推進?偛课挥诖筅娓靥锸械摹颁囯x子電池材料評估研究中心(LIBTEC)”發(fā)起一個項目,力爭到2023年4月完成面向EV的全固態(tài)電池試制品。
參與該項目的有豐田、松下和旭化成等汽車、電池和材料領域具有代表性的24家日本企業(yè)和機構。日本政府早在2018年,計劃自2018年5月起向LIBTEC支援16億日元,各界聯(lián)合,共同推進固態(tài)電池的研究開發(fā)。
本篇就來扒一扒報道中的這個所謂的“LIBTEC”。
LIBTEC
協(xié)會成立背景
說到LIBTEC的成立背景,則不得不說一下日本的產(chǎn)官學合作體制。
在日本的產(chǎn)官學合作體制中,政府處于主導地位,依據(jù)相關法規(guī),政府和民間成立一些科技中介機構,在科研成果和企業(yè)間牽線搭橋。獨立行政法人科學技術振興機構和獨立行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構,是分別隸屬于文部科學省和經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省的科技中介機構,它們通過公開募集的方式,委托企業(yè)完成各項新技術開發(fā),并提供所需的研發(fā)費用,研發(fā)成果歸國家所有,參與的企業(yè)享有優(yōu)先使用權。
在經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省、新能源與產(chǎn)業(yè)技術開發(fā)機構(NEDO)和產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所(AIST)的支持下,2010年4月,日本的一些電池材料制造商接受了NEDO的資助項目:"下一代蓄電池材料評估技術開發(fā)"。而這些電池材料制造商聯(lián)合起來,形成了最早的鋰離子電池材料評估研究中心(LIBTEC)。
最開始的時候,LIBTEC主要成員是與鋰離子電池材料相關的日本國內公司。由于各材料制造商很難依靠自己進行電池的材料研究和開發(fā),因此協(xié)會最初成立的目的是對各公司開發(fā)的材料進行共同評估。順帶說一下,LIBTEC的理事長正是因研發(fā)鋰離子電池而獲得諾貝爾化學獎的吉野彰。
吉野彰
協(xié)會成員構成
隨著豐田等車企的加入,雖然文章開頭的固態(tài)電池項目由24個成員發(fā)起,但LIBTEC協(xié)會目前實際上一共有35個成員。
▲材料企業(yè):旭化成株式會社、出光興產(chǎn)株式會社、大阪蘇打株式會社、有機公司、關西涂料有限公司、庫拉雷有限公司、GSYUASA株式會社、JSR株式會社、住友化學株式會社、住友金屬礦業(yè)株式會社、DNP株式會社、東亞合成株式會社、東麗株式會社、凸版印刷有限公司、日產(chǎn)化學株式會社、日本催化劑株式會社、三井化學株式會社、三井金屬礦業(yè)株式會社、三菱化學株式會社
▲汽車企業(yè):豐田汽車公司、大發(fā)工業(yè)株式會社、日產(chǎn)汽車公司、本田技術研究所、馬自達汽車公司、雅馬哈汽車有限公司
▲電池企業(yè):松下、日本汽車能源公司、藍天科技有限公司、McCell
▲工藝設備:小松制造株式會社、日立電機株式會社、富士膠片株式會社、HORIBA株式會社、村田制造所
▲研究機構:產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所(AIST)
實現(xiàn)全固態(tài)電池實用化的技術還有待開發(fā),LIBTEC在促進其開發(fā)過程中,會根據(jù)各方的立場、特征以及長處制定具體措施,匯集各成員的力量。
當然,在開發(fā)過程中,在某些方面,部分企業(yè)也會存在競爭,因此LIBTEC需要打造一個”合作區(qū)“,作為合作的共同基礎,這也是LIBTEC之所以存在的意義;除此之外的領域則由各方自由競爭。
LIBTEC中,研發(fā)成員有各家企業(yè)派遣的研究員和LIBTEC的職員,共計約60人。大約每兩年各協(xié)會成員會更換一次派遣人員,人員的流動一定程度上擴大了各協(xié)會成員的人際關系網(wǎng)。作為LIBTEC的理事長,吉野彰會對年輕研究員進行指導并提出建議。
協(xié)會業(yè)務構成
LIBTEC協(xié)會目前業(yè)務主要分兩大板塊:獨立業(yè)務和委托業(yè)務。
獨立業(yè)務
自2015年以來,LIBTEC以自2010年成立以來積累的電池材料評估業(yè)務為平臺,開展獨特的自主業(yè)務。
(1)協(xié)會成員材料評估
(2)在協(xié)會成員內部生產(chǎn)和提供評估電極和電池
(3)為協(xié)會成員的研究提供設施、設備、工具等
(4)資訊服務:促進協(xié)作,提供設施和人員支持
(5)技術人員培訓:電池技術基礎學習、LIB電池制作/評估實踐
既然協(xié)會的名字叫做”鋰離子電池材料評估研究中心“,則不得不說一下協(xié)會的材料評估流程。
通常是協(xié)會成員先提交評估材料(材料組成)→協(xié)會制定評估計劃(試做式樣書、評估手冊)→電池試做→電池評估(分析報告)→判斷(之后會將整個評估過程中的文件及試做電池提交給協(xié)會成員)
委托業(yè)務
(1)下一代蓄電池材料評估技術開發(fā)(2010-2014財年)
(2)先進/創(chuàng)新蓄電池材料評估技術開發(fā)(第一階段)(2013-2017財年)
在第一階段中,LIBTEC的研究旨在隨著先進鋰離子電池和創(chuàng)新蓄電池的技術進步,建立材料評估技術(標準電池型號規(guī)格、生產(chǎn)方法、性能評估條件、程序等),作為行業(yè)通用指標。通過促進國內材料制造商的快速新材料提案和國內電池制造商的開發(fā)效率的提高,實現(xiàn)高性能、低成本蓄電池的早期實際應用。
建立的材料評估技術:
PJ-1高電位正極(LNMO)電池
PJ-2高容量正極(鋰過量固溶體)電池
PJ-3高容量負極(Si系材料和與其組合厚膜正極)電池
PJ-4阻燃電解質(4.5VLCO/石墨電池,可進行高壓安全評估)
PJ-5硫化物系統(tǒng)全固態(tài)電池
先進/創(chuàng)新蓄電池材料評估技術開發(fā)(第一階段)中材料評估的電池類型
(3)先進/創(chuàng)新蓄電池材料評估技術開發(fā)(第二階段)(2018-2022財年)
先進/創(chuàng)新蓄電池材料評估技術開發(fā)(第二階段)的研究宗旨為開發(fā)具有全固態(tài)LIB的高性能電動汽車,LIBTEC為此注冊了相關商標。
在新能源和工業(yè)技術開發(fā)組織(NEDO)的設想中,第一代全固態(tài)LIB將采用鋰離子導電硫化物固體電解質,預計從2020年代末開始,該電池將成為汽車蓄電池市場的主流。為此,LIBTEC將利用現(xiàn)有材料,提高電池性能并進行連續(xù)生產(chǎn)工藝的開發(fā),最終實現(xiàn)450Wh/L電池的連續(xù)生產(chǎn)。
下一代全固態(tài)LIB將應用高鋰離子導電硫化物固體電解質或化學穩(wěn)定性高的氧化物固體電解質,預計從2030年初開始,該電解質將成為汽車電池市場的主流。為此,LIBTEC將與科研機構合作,通過提高材料容量來實現(xiàn)電池的更高能量密度。
車載電池發(fā)展技術設想
協(xié)會發(fā)展目標
LIBTEC期望2025年前,通過項目實現(xiàn)高功率、較長續(xù)航里程(550km)的電池組技術;到2030年爭取將續(xù)航里程提升至800km,并且設計靈活性、阻燃性能優(yōu)異,適用溫度范圍廣。
參考來源:
Aipatent、日經(jīng)中文網(wǎng)、LIBTEC官網(wǎng)
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安)
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