中國粉體網訊 據早先共同社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,關于全固態電池的研發嘗試正在日本關西地區推進。總部位于大阪府池田市的“鋰離子電池材料評估研究中心(LIBTEC)”發起一個項目,力爭到2023年4月完成面向EV的全固態電池試制品。
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,各界聯合,共同推進固態電池的研究開發。
本篇就來扒一扒報道中的這個所謂的“LIBTEC”。
LIBTEC
協會成立背景
說到LIBTEC的成立背景,則不得不說一下日本的產官學合作體制。
在日本的產官學合作體制中,政府處于主導地位,依據相關法規,政府和民間成立一些科技中介機構,在科研成果和企業間牽線搭橋。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業技術綜合開發機構,是分別隸屬于文部科學省和經濟產業省的科技中介機構,它們通過公開募集的方式,委托企業完成各項新技術開發,并提供所需的研發費用,研發成果歸國家所有,參與的企業享有優先使用權。
在經濟產業省、新能源與產業技術開發機構(NEDO)和產業技術綜合研究所(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"。而這些電池材料制造商聯合起來,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,因此協會最初成立的目的是對各公司開發的材料進行共同評估。順帶說一下,LIBTEC的理事長正是因研發鋰離子電池而獲得諾貝爾化學獎的吉野彰。
吉野彰
協會成員構成
隨著豐田等車企的加入,雖然文章開頭的固態電池項目由24個成員發起,但LIBTEC協會目前實際上一共有35個成員。
▲材料企業:旭化成株式會社、出光興產株式會社、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、三井金屬礦業株式會社、三菱化學株式會社
▲汽車企業:豐田汽車公司、大發工業株式會社、日產汽車公司、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: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:產業技術綜合研究所(AIST)
實現全固態電池實用化的技術還有待開發,LIBTEC在促進其開發過程中,會根據各方的立場、特征以及長處制定具體措施,匯集各成員的力量。
當然,在開發過程中,在某些方面,部分企業也會存在競爭,因此LIBTEC需要打造一個”合作區“,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,研發成員有各家企業派遣的研究員和LIBTEC的職員,共計約60人。大約每兩年各協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會成員的人際關系網。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。
協會業務構成
LIBTEC協會目前業務主要分兩大板塊:獨立業務和委托業務。
獨立業務
自2015年以來,LIBTEC以自2010年成立以來積累的電池材料評估業務為平臺,開展獨特的自主業務。
(1)協會成員材料評估
(2)在協會成員內部生產和提供評估電極和電池
(3)為協會成員的研究提供設施、設備、工具等
(4)資訊服務:促進協作,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“,則不得不說一下協會的材料評估流程。
通常是協會成員先提交評估材料(材料組成)→協會制定評估計劃(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會成員)
委托業務
(1)下一代蓄電池材料評估技術開發(2010-2014財年)
(2)先進/創新蓄電池材料評估技術開發(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新蓄電池的技術進步,建立材料評估技術(標準電池型號規格、生產方法、性能評估條件、程序等),作為行業通用指標。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效率的提高,實現高性能、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硫化物系統全固態電池
先進/創新蓄電池材料評估技術開發(第一階段)中材料評估的電池類型
(3)先進/創新蓄電池材料評估技術開發(第二階段)(2018-2022財年)
先進/創新蓄電池材料評估技術開發(第二階段)的研究宗旨為開發具有全固態LIB的高性能電動汽車,LIBTEC為此注冊了相關商標。
在新能源和工業技術開發組織(NEDO)的設想中,第一代全固態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將利用現有材料,提高電池性能并進行連續生產工藝的開發,最終實現450Wh/L電池的連續生產。
下一代全固態LIB將應用高鋰離子導電硫化物固體電解質或化學穩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電池的更高能量密度。
車載電池發展技術設想
協會發展目標
LIBTEC期望2025年前,通過項目實現高功率、較長續航里程(550km)的電池組技術;到2030年爭取將續航里程提升至800km,并且設計靈活性、阻燃性能優異,適用溫度范圍廣。
參考來源:
Aipatent、日經中文網、LIBTEC官網
(中國粉體網編輯整理/長安)
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