鉅大LARGE | 點擊量：1191次 | 2018年05月20日
日本將固態(tài)電池上升到國家戰(zhàn)略高度 急于在鋰電領域扳回一程
日本急于在鋰電領域扳回一程。
不久前，日媒報道稱，從今年5月起，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省將出資16億日元，聯(lián)合國內(nèi)豐田、本田、日產(chǎn)、松下、GS湯淺、東麗、旭化成、三井化學、三菱化學等大型汽車廠商、電池和材料廠商，共同研發(fā)固態(tài)電池。
資料顯示，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省隸屬日本中央省廳，主要負責提高民間經(jīng)濟活力，使對外經(jīng)濟關系順利發(fā)展，確保經(jīng)濟與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，使礦物資源及能源的供應穩(wěn)定且保持效率。
將固態(tài)電池上升到國家戰(zhàn)略高度，集結國內(nèi)頂級產(chǎn)業(yè)鏈力量，日本搶占固態(tài)電池領域制高點的決心可見一斑。而奪回被中韓企業(yè)搶占的動力電池市場份額，則被日本國內(nèi)媒解讀為此次政府加大全固態(tài)電池研發(fā)力度的目的之一。
根據(jù)《日本經(jīng)濟新聞》出示的數(shù)據(jù)，在車用電池領域，日本企業(yè)在2013年占據(jù)著全球約70%的份額，但在中韓企業(yè)的加速追趕下，2016年日本企業(yè)的市場份額已減至41%。
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充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2013年確實是鋰電池發(fā)展的“分水嶺”，在此之前鋰電池主要應用于消費類電子領域，市場成熟而穩(wěn)定，2013年起，全球范圍內(nèi)新能源汽車開始迅速崛起，動力電池產(chǎn)業(yè)煥發(fā)出遠甚從前的磅礴生命力。
盡管占據(jù)著鋰電技術產(chǎn)業(yè)化先發(fā)優(yōu)勢的日本(全球第一塊鋰離子電池由日本SONY公司于1991年率先量產(chǎn))充分分享到了鋰電產(chǎn)業(yè)的紅利，但在政策、市場和發(fā)展策略的多重影響下，面對后起之秀中韓電池企業(yè)的猛烈攻勢，日本近年來在鋰電領域只能勉力維持著被動收縮的狀態(tài)。
實際上根據(jù)JFD提供的數(shù)據(jù)，2016年日本鋰電的全球市場份額已下降到了15%左右。
顯然，這一局面日本政府和企業(yè)都無法甘心接受，全力開發(fā)被公認為下一代電池的固態(tài)電池，是日本社會給出的破局方案。而根據(jù)日本在固態(tài)電池領域布局的蛛絲馬跡，基本可以斷定這不會是一發(fā)“空炮”。
在固態(tài)電池領域，日本將穩(wěn)扎穩(wěn)打，注重核心科技的一貫風格展現(xiàn)地淋漓盡致。
在正式出資之前，為確保掌握全球車載全固態(tài)電池主導權，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省考慮向國際電工委員會(IEC)提出申請，推動國際標準制定。
2018年4月，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省與日本新能源產(chǎn)業(yè)技術綜合開發(fā)機構(NEDO)宣布，將以2022年為限，制定能反映國際標準與規(guī)格的全固態(tài)鋰電池試驗評價法，共同制定車載全固態(tài)鋰電池的國際標準化戰(zhàn)略。
除了在市場規(guī)則層面表現(xiàn)出的超強意識，日本大量高校、機構和企業(yè)在固態(tài)電池技術領域的專注研究，則為日本推進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化提供了扎實的硬實力。
高校/機構
2011年東工大的菅野了次教授等人與豐田汽車等共同開發(fā)了新的固態(tài)電解質(zhì)，后續(xù)通過改變元素種類推進材料改進，2016年，該固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率超有機電解液2倍以上，電池功率密度超3倍。由此試制的固態(tài)電池在實驗室中反復充放電1000次后，容量也幾乎沒有衰減。
2014年東京大學的山田淳夫教授等人使用高濃度電解液，將電池充電時間降到通常鋰離子電池的1/3并取得成功。2017年開發(fā)成功的難燃濃厚電解液，使用難燃的磷酸三甲酯作為有機溶劑，加熱到攝氏200度，就會產(chǎn)生可熄滅火焰的蒸氣，甚至具備了鋰離子電池滅火劑的作用。
岡山大學的寺西貴志助教等開發(fā)成功了可快速充放電相關正極，通過在正極材料的粒子表面包覆上含鈦和鋇等物質(zhì)粒子后，可使試作電池以常規(guī)鋰離子電池的5倍速度進行充電。
此外，日本國立物質(zhì)材料研究機構的副所長高田和典開發(fā)出一種新型負極材料體系，其負極容量可提升至現(xiàn)有鋰離子電池10倍左右，電池容量預計可提高約50%。
光學玻璃龍頭企業(yè)大原制作所(三井系)還開發(fā)出可抑制快速充電和低溫條件下容量降低的玻璃添加材料——LICGC。將LICGC混合到固態(tài)電池正極材料中使用時，以電池充電速度3倍的速度快速放電，可比普通鋰離子電池容量增加約40%，在攝氏零下20℃時增加了約25%。
豐田
在日本企業(yè)中，豐田被公認為現(xiàn)階段固態(tài)電池領域最具權威性的企業(yè)之一。
早在2010年，豐田就推出了硫化物固態(tài)電池，到2014年有消息稱，豐田實驗原型固態(tài)電池能量密度已達400Wh/kg。截止2017年2月，豐田固態(tài)電池專利數(shù)量已達30件，遠超其它企業(yè)。
2017年10月，豐田宣布投入200余人加速研發(fā)固態(tài)電池技術。同年12月，豐田聯(lián)合松下對外宣布，將聯(lián)合開發(fā)全固態(tài)電池，以通過先進的電池技術促進電動車普及。
同月，豐田再次對外宣稱，計劃于2020年推出10款電動車，并將下一代固態(tài)電池商業(yè)化。隨后，這一消息被豐田材料工程高管ShigekiSuzuki證實，而緊跟這一消息而來的是，豐田將于2020年全面實現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化。
TDK
TDK是日本著名的電子工業(yè)品牌，長期在電子原材料及元器件領域占據(jù)領導地位，國人熟知的ATL即為TDK旗下子公司。
2017年11月，TDK對外宣稱，已研發(fā)出全球首款采用小型SMD技術，可進行充放電的全陶瓷(all-ceramic)固體電池——CeraCharge，新電池尺寸4.5×3.2×1.1mm，額定電壓1.4V、容量為100μAh、充放電循環(huán)次數(shù)視條件可超1000次，預計于2018年春天量產(chǎn)出貨。
而根據(jù)日媒的報導，TDK將利用奧地利的工廠，實現(xiàn)月產(chǎn)2萬—3萬顆的CeraCharge。
為實現(xiàn)量產(chǎn)計劃，TDK還計劃在2018-2020年間，累計投資1000億日元進行設備投資，目標在2020年度將包含鋰離子電池在內(nèi)的薄膜應用產(chǎn)品事業(yè)營收較2016年度提高6成至約4000億日元。
村田制作所
日本電子零件專業(yè)制造廠村田制作所，于2005年宣布開發(fā)高輸出功率的鋰離子二次電池，2015年開始量產(chǎn)負極采用鈦酸鋰的小型鋰離子二次電池。
2016年，由于原主營業(yè)務營收萎縮，村田制作所作價175億日元，受讓了索尼公司的電池業(yè)務，此前索尼實現(xiàn)世界上第一枚鋰離子電池的商業(yè)化。而在這場交易中，索尼將把在電池業(yè)務中所積累的技術實力和業(yè)務經(jīng)驗轉(zhuǎn)讓給村田。
在此基礎上，村田確定了進一步擴大鋰離子電池業(yè)務的目標，根據(jù)規(guī)劃，村田制作所將在2019年前后將固態(tài)電池投入市場。
此外，日本NGK、三菱瓦斯化學、東麗、松下、住友化學等廠商也表示看好全固態(tài)電池的市場前景，正在加速相關材料的研發(fā)。
三菱瓦斯化學的目標是，于2020年前開發(fā)出用于全固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)，并盡快將新一代電池材料推向市場。
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