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(dòng)汽車(EV)上,一次充電可以從東京開到九州,關(guān)于全固態(tài)電池的研發(fā)嘗試正在日本關(guān)西地區(qū)推進(jìn)?偛课挥诖筅娓靥锸械摹颁囯x子電池材料評(píng)估研究中心(LIBTEC)”發(fā)起一個(gè)項(xiàng)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(xiàng)目的有豐田、松下和旭化成等汽車、電池和材料領(lǐng)域具有代表性的24家日本企業(yè)和機(jī)構(gòu)。日本政府早在2018年,計(jì)劃自2018年5月起向LIBTEC支援16億日元,各界聯(lián)合,共同推進(jìn)固態(tài)電池的研究開發(fā)。
本篇就來扒一扒報(bào)道中的這個(gè)所謂的“LIBTEC”。
LIBTEC
協(xié)會(huì)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(xué)合作體制。
在日本的產(chǎn)官學(xué)合作體制中,政府處于主導(dǎo)地位,依據(jù)相關(guān)法規(guī),政府和民間成立一些科技中介機(jī)構(gòu),在科研成果和企業(yè)間牽線搭橋。獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)和獨(dú)立行政法人新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu),是分別隸屬于文部科學(xué)省和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的科技中介機(jī)構(gòu),它們通過公開募集的方式,委托企業(yè)完成各項(xiàng)新技術(shù)開發(fā),并提供所需的研發(fā)費(fèi)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(quán)。
在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省、新能源與產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)和產(chǎn)業(yè)技術(shù)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(xiàng)目:"下一代蓄電池材料評(píng)估技術(shù)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(píng)估研究中心(LIBTEC)。
最開始的時(shí)候,LIBTEC主要成員是與鋰離子電池材料相關(guān)的日本國內(nèi)公司。由于各材料制造商很難依靠自己進(jìn)行電池的材料研究和開發(fā),因此協(xié)會(huì)最初成立的目的是對(duì)各公司開發(fā)的材料進(jìn)行共同評(píng)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(xué)獎(jiǎng)的吉野彰。
吉野彰
協(xié)會(huì)成員構(gòu)成
隨著豐田等車企的加入,雖然文章開頭的固態(tài)電池項(xiàng)目由24個(gè)成員發(fā)起,但LIBTEC協(xié)會(huì)目前實(shí)際上一共有35個(gè)成員。
▲材料企業(yè):旭化成株式會(huì)社、出光興產(chǎn)株式會(huì)社、大阪蘇打株式會(huì)社、有機(jī)公司、關(guān)西涂料有限公司、庫拉雷有限公司、GSYUASA株式會(huì)社、JSR株式會(huì)社、住友化學(xué)株式會(huì)社、住友金屬礦業(yè)株式會(huì)社、DNP株式會(huì)社、東亞合成株式會(huì)社、東麗株式會(huì)社、凸版印刷有限公司、日產(chǎn)化學(xué)株式會(huì)社、日本催化劑株式會(huì)社、三井化學(xué)株式會(huì)社、三井金屬礦業(yè)株式會(huì)社、三菱化學(xué)株式會(huì)社
▲汽車企業(yè):豐田汽車公司、大發(fā)工業(yè)株式會(huì)社、日產(chǎn)汽車公司、本田技術(shù)研究所、馬自達(dá)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(lán)天科技有限公司、McCell
▲工藝設(shè)備:小松制造株式會(huì)社、日立電機(jī)株式會(huì)社、富士膠片株式會(huì)社、HORIBA株式會(huì)社、村田制造所
▲研究機(jī)構(gòu):產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(AIST)
實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池實(shí)用化的技術(shù)還有待開發(fā),LIBTEC在促進(jìn)其開發(fā)過程中,會(huì)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(dāng)然,在開發(fā)過程中,在某些方面,部分企業(yè)也會(huì)存在競爭,因此LIBTEC需要打造一個(gè)”合作區(qū)“,作為合作的共同基礎(chǔ),這也是LIBTEC之所以存在的意義;除此之外的領(lǐng)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(jì)約60人。大約每兩年各協(xié)會(huì)成員會(huì)更換一次派遣人員,人員的流動(dòng)一定程度上擴(kuò)大了各協(xié)會(huì)成員的人際關(guān)系網(wǎng)。作為LIBTEC的理事長,吉野彰會(huì)對(duì)年輕研究員進(jìn)行指導(dǎo)并提出建議。
協(xié)會(huì)業(yè)務(wù)構(gòu)成
LIBTEC協(xié)會(huì)目前業(yè)務(wù)主要分兩大板塊:獨(dú)立業(yè)務(wù)和委托業(yè)務(wù)。
獨(dú)立業(yè)務(wù)
自2015年以來,LIBTEC以自2010年成立以來積累的電池材料評(píng)估業(yè)務(wù)為平臺(tái),開展獨(dú)特的自主業(yè)務(wù)。
(1)協(xié)會(huì)成員材料評(píng)估
(2)在協(xié)會(huì)成員內(nèi)部生產(chǎn)和提供評(píng)估電極和電池
(3)為協(xié)會(huì)成員的研究提供設(shè)施、設(shè)備、工具等
(4)資訊服務(wù):促進(jìn)協(xié)作,提供設(shè)施和人員支持
(5)技術(shù)人員培訓(xùn):電池技術(shù)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)、LIB電池制作/評(píng)估實(shí)踐
既然協(xié)會(huì)的名字叫做”鋰離子電池材料評(píng)估研究中心“,則不得不說一下協(xié)會(huì)的材料評(píng)估流程。
通常是協(xié)會(huì)成員先提交評(píng)估材料(材料組成)→協(xié)會(huì)制定評(píng)估計(jì)劃(試做式樣書、評(píng)估手冊)→電池試做→電池評(píng)估(分析報(bào)告)→判斷(之后會(huì)將整個(gè)評(píng)估過程中的文件及試做電池提交給協(xié)會(huì)成員)
委托業(yè)務(wù)
(1)下一代蓄電池材料評(píng)估技術(shù)開發(fā)(2010-2014財(cái)年)
(2)先進(jìn)/創(chuàng)新蓄電池材料評(píng)估技術(shù)開發(fā)(第一階段)(2013-2017財(cái)年)
在第一階段中,LIBTEC的研究旨在隨著先進(jìn)鋰離子電池和創(chuàng)新蓄電池的技術(shù)進(jìn)步,建立材料評(píng)估技術(shù)(標(biāo)準(zhǔn)電池型號(hào)規(guī)格、生產(chǎn)方法、性能評(píng)估條件、程序等),作為行業(yè)通用指標(biāo)。通過促進(jìn)國內(nèi)材料制造商的快速新材料提案和國內(nèi)電池制造商的開發(fā)效率的提高,實(shí)現(xiàn)高性能、低成本蓄電池的早期實(shí)際應(yīng)用。
建立的材料評(píng)估技術(shù):
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(fù)極(Si系材料和與其組合厚膜正極)電池
PJ-4阻燃電解質(zhì)(4.5VLCO/石墨電池,可進(jìn)行高壓安全評(píng)估)
PJ-5硫化物系統(tǒng)全固態(tài)電池
先進(jìn)/創(chuàng)新蓄電池材料評(píng)估技術(shù)開發(fā)(第一階段)中材料評(píng)估的電池類型
(3)先進(jìn)/創(chuàng)新蓄電池材料評(píng)估技術(shù)開發(fā)(第二階段)(2018-2022財(cái)年)
先進(jìn)/創(chuàng)新蓄電池材料評(píng)估技術(shù)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(dòng)汽車,LIBTEC為此注冊了相關(guān)商標(biāo)。
在新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織(NEDO)的設(shè)想中,第一代全固態(tài)LIB將采用鋰離子導(dǎo)電硫化物固體電解質(zhì),預(yù)計(jì)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(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)工藝的開發(fā),最終實(shí)現(xiàn)450Wh/L電池的連續(xù)生產(chǎn)。
下一代全固態(tài)LIB將應(yīng)用高鋰離子導(dǎo)電硫化物固體電解質(zhì)或化學(xué)穩(wěn)定性高的氧化物固體電解質(zhì),預(yù)計(jì)從2030年初開始,該電解質(zhì)將成為汽車電池市場的主流。為此,LIBTEC將與科研機(jī)構(gòu)合作,通過提高材料容量來實(shí)現(xiàn)電池的更高能量密度。
車載電池發(fā)展技術(shù)設(shè)想
協(xié)會(huì)發(fā)展目標(biāo)
LIBTEC期望2025年前,通過項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)高功率、較長續(xù)航里程(550km)的電池組技術(shù);到2030年?duì)幦⒗m(xù)航里程提升至800km,并且設(shè)計(jì)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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