中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：技術(shù)創(chuàng)新是企業(yè)生存和發(fā)展的基本前提。在電子科技應(yīng)用日新月異的背景下，加大電池領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新力度，成為電池企業(yè)增強(qiáng)發(fā)展能力、應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇。
事實(shí)上，作為電子產(chǎn)品的燃料，從誕生之日開始，圍繞電池技術(shù)革新一直沒有停歇，鉛酸、鎳氫、鋰電、固態(tài)電池、空氣電池、燃料電池……
技術(shù)和商業(yè)一樣，冷漠而殘酷，一個(gè)產(chǎn)品革命另一個(gè)產(chǎn)品，一個(gè)企業(yè)擊垮另一個(gè)企業(yè)，一個(gè)時(shí)代替代另一個(gè)時(shí)代。昨天索尼被拋下，今天可能是三星，明天沒準(zhǔn)會(huì)是松下。
電池性能的提升和技術(shù)的升級(jí)，靠的就是企業(yè)間的追趕賽跑和競(jìng)爭(zhēng)淘汰，如果不能提前做好技術(shù)儲(chǔ)備，那么很有可能就會(huì)被對(duì)手在不經(jīng)意間趕超。
高工鋰電網(wǎng)發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入2016年以來，包括本田、松下、A123、NEC等國(guó)際企業(yè)公布了其電池領(lǐng)域的最新進(jìn)展，他們有的聚焦于現(xiàn)有鋰離子電池的性能提升，有的引進(jìn)新材料升級(jí)現(xiàn)有電池，有的則將目光投向全新的電池領(lǐng)域……
無論是何種途徑，可以肯定的是，巨頭往往最有危機(jī)感，其布局的領(lǐng)域也最有可能成為未來的方向，高工鋰電網(wǎng)整理了6家國(guó)際企業(yè)在電池及相關(guān)領(lǐng)域的最新研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，希望對(duì)讀者有所借鑒和幫助。
本田開發(fā)出商用鎂電池
日本媒體報(bào)道稱，本田汽車與一支研發(fā)團(tuán)隊(duì)攜手合作，開發(fā)出世界上第一塊可以實(shí)際應(yīng)用的鎂充電電池。安裝新電池之后，智能手機(jī)及其它設(shè)備充電一次可以續(xù)航更長(zhǎng)時(shí)間。對(duì)于制造商來說，鎂的成本比鋰低了96%。本田研發(fā)團(tuán)隊(duì)開發(fā)者預(yù)計(jì)鎂電池最開始時(shí)會(huì)在智能手機(jī)、其它便攜設(shè)備中商用。
鎂用在可充電電池中面臨的困難是，在充電放電、放電充電的過程中，鎂的充電性能會(huì)快速退化。為了解決這一問題，研究人員開發(fā)了一種新材料氧化釩，將它涂在正極，這樣一來，離子在氧化釩和鎂負(fù)極之間流動(dòng)就會(huì)更容易一些。氧化釩可以增加鎂的充電次數(shù)，防止衰退。為了提高安全性，研究人員添加了一種有機(jī)物質(zhì)，它可以降低鎂電池起火的風(fēng)險(xiǎn)。鎂本身就是一種易燃的材料。
如果未來鎂電池的抗熱能力可以進(jìn)一步增強(qiáng)，存儲(chǔ)電量進(jìn)一步增加，企業(yè)就可以將鎂電池裝進(jìn)插電式混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車。
A123與阿貢實(shí)驗(yàn)室研發(fā)高能量鋰電池
據(jù)美國(guó)Globe Newswire報(bào)道，A123系統(tǒng)公司近日宣布與美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室簽署協(xié)議，共同研發(fā)壽命長(zhǎng)、安全性高的高能量鋰離子電池。
A123將其在電池材料開發(fā)方面的高科技以及成功經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于由阿貢試驗(yàn)室原先開發(fā)的鎳錳鈷氧化物(NMC)技術(shù)的商業(yè)化發(fā)展。與阿貢等其他獨(dú)立研發(fā)機(jī)構(gòu)合作后，A123期望其電池能在現(xiàn)有產(chǎn)品的能量密度基礎(chǔ)上再提高60%，應(yīng)用到電動(dòng)汽車上的續(xù)駛里程也能得到相應(yīng)增長(zhǎng)。
此項(xiàng)目基于A123現(xiàn)有的鎳錳鈷氧化物(NMC)技術(shù)，而三元電池幾乎占據(jù)其一半的產(chǎn)量。A123已是低壓微混高功率電池的世界領(lǐng)先制造商，其在三元電池高能量應(yīng)用領(lǐng)域的開發(fā)最近也取得顯著進(jìn)展。
如今，在插電式電動(dòng)汽車領(lǐng)域中，6款車型使用了A123的NMC三元電池，公司還獲得了未來市場(chǎng)中的十多個(gè)項(xiàng)目。A123首席執(zhí)行官杰森福希爾說道，“我們希望能夠滿足市場(chǎng)對(duì)A123的期待，通過提供能量密度更高、壽命和安全性能優(yōu)異的插電式電動(dòng)汽車電池來擴(kuò)大我們的客戶基礎(chǔ)。”
松下研發(fā)出無需鈷新型鋰電池
來自日本松下電器的信息顯示，日本已經(jīng)研發(fā)出不需要稀有金屬鈷的鋰電池新材料，并試制出了新型鋰電池。
日本松下電器京都大學(xué)教授吉田潤(rùn)一為首的研究團(tuán)隊(duì)，利用鋰和碳開發(fā)出了一種有機(jī)新材料，成功地試生產(chǎn)出不用鈷做電極材料的新型鋰電池。試驗(yàn)結(jié)果表明，新材料生產(chǎn)的電池與含鈷材料做電極的鋰電池具有同等的容量。這種鋰電池有望擺脫對(duì)鈷的依賴，大大降低生產(chǎn)成本。
這種新型材料生產(chǎn)的鋰電池的另一優(yōu)勢(shì)是電池壽命更長(zhǎng)、衰減率更低。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，這種新型材料生產(chǎn)的鋰電池充放電100次，但電池容量的衰減不超過20%。松下電器計(jì)劃改良這種新材料，希望將電池充放電次數(shù)提高到500次至1000次，然后進(jìn)行商品化生產(chǎn)。
松下推出曲面可彎鋰電池
作為全球領(lǐng)先的智能手機(jī)電池供應(yīng)商，松下剛剛發(fā)布了一種全新的柔性可彎曲鋰電池技術(shù)。這種電池由于厚度只有0.55毫米，可以使用在任何可穿戴設(shè)備或者卡片式的電子產(chǎn)品中。
根據(jù)松下介紹，這種可充電鋰電池可以承受的彎曲和扭轉(zhuǎn)半徑超過了日本的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(彎曲半徑R40mm/扭曲的±15度/85.6mm)。而最重要的是，這種電池可以進(jìn)行反復(fù)的彎曲和扭曲，而在充電和放電性質(zhì)上，沒有受到任何影響。
松下表示，這種新的電池技術(shù)使用了最新的疊層技術(shù)，因此就算反復(fù)折疊和彎曲也不會(huì)引起泄漏或者溫度異常升高。因此在安全性上很有保障。
據(jù)悉，松下的這種柔性可彎曲電池首批產(chǎn)品將從10月底開始量產(chǎn)，而未來將會(huì)逐漸提高產(chǎn)能。不過讓人遺憾的是，目前松下的這種電池技術(shù)最高而定容量只有60mAh而已，因此似乎無法被使用在智能手機(jī)上。而下個(gè)月開始量產(chǎn)版本額定容量分別為17.5mAh和40mAh。
NEC推商用新型無人機(jī)鋰電池
NEC公司近日宣布，開發(fā)出了用于商用無人機(jī)的鋰離子二次電池的原型品，并計(jì)劃推出產(chǎn)品。據(jù)介紹，與使用無人機(jī)中常見的鋰聚合物二次電池時(shí)相比，使用新開發(fā)的電池能夠使可飛行次數(shù)達(dá)到前者的2倍以上。計(jì)劃2017年度第一季度開始銷售。目標(biāo)是2018年度實(shí)現(xiàn)20億日元銷售額。
此次新開發(fā)了單位重量的電力容量大的正極材料，高功率輸出時(shí)的重量能量密度比該公司原有產(chǎn)品提高約33%。這樣，與該公司原有產(chǎn)品相比，在相同重量下，無人機(jī)的飛行時(shí)間及飛行距離可延長(zhǎng)約33%;在相同能量值下，可減輕減小約25%。同時(shí)，還通過優(yōu)化電極成分降低了電極電阻，能量功率密度較原有產(chǎn)品提高了40%。
憑借這一點(diǎn)，在無人機(jī)急上升和急下降時(shí)也能提高輸出電流的追隨性，實(shí)現(xiàn)能減少風(fēng)力影響的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定飛行，還能在不加熱電池的情況下在大約-10℃的低溫環(huán)境下飛行。
另外，新開發(fā)的電池還通過優(yōu)化電極材料、電解液、添加物等的組合，使反復(fù)充放電時(shí)的耐久性比該公司原產(chǎn)品提高10%以上。這一耐久性相當(dāng)于普通鋰聚合物二次電池2倍以上的水平，有助于延長(zhǎng)電池壽命，由此可減少運(yùn)用成本。并且，該電池在正極和負(fù)極的絕緣隔膜中使用了耐高溫性強(qiáng)的產(chǎn)品，確保了安全性。
蘋果電動(dòng)汽車或采用空芯電池
蘋果公司傳聞已久的“泰坦計(jì)劃”最新消息稱，蘋果目前已與一家韓國(guó)電池公司簽署了保密協(xié)議，兩家公司合作致力于電動(dòng)汽車的研發(fā)。該公司招募了一支33人的團(tuán)隊(duì)，其中25人組成了研發(fā)部門。其開發(fā)的圓柱形鋰離子電池采用了空芯專利技術(shù)，中空尺寸達(dá)2英寸(約5cm)，并且可以在無需焊接的情況下進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)。
考慮到電池產(chǎn)生的熱量集中在中心區(qū)域，空芯鋰離子電池通過改善中心氣流，在冷卻性上的優(yōu)勢(shì)十分明顯。因此，電動(dòng)汽車上碩大而沉重的冷卻系統(tǒng)將不復(fù)存在，從而降低整車自重。另一方面，電池組的容量設(shè)計(jì)也將加大，續(xù)航里程進(jìn)一步提升。
東芝新技術(shù)減少無線充電電磁波
東芝2016年9月宣布，在純電動(dòng)(EV)巴士的快速無線充電系統(tǒng)方面，開發(fā)出了可減少會(huì)妨礙其他無線通信的無用電磁波的技術(shù)。
東芝開發(fā)的快速無線充電系統(tǒng)使用85kHz頻段進(jìn)行44kW的電力傳輸。日本電波法規(guī)定，使用10kHz以上的高頻波段時(shí)必須獲得高頻段利用設(shè)備許可，設(shè)備放射的電磁波強(qiáng)度必須低于允許值，不能對(duì)廣播電視及其他無線通信造成妨礙。但此前，東芝的快速無線充電系統(tǒng)輸送44kW時(shí)，放射的電磁波強(qiáng)度高出允許值10倍。
東芝開發(fā)的新技術(shù)將44kW快速無線充電系統(tǒng)的供/受電板各分成了兩個(gè)22kW的系統(tǒng)。使兩個(gè)系統(tǒng)逆相供電，放射的電磁波可以相互抵消，從而減少無用電磁波。
分成兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)，如果電板之間發(fā)生干擾耦合，放射的電磁波的強(qiáng)度和相位就會(huì)發(fā)生錯(cuò)位，導(dǎo)致電磁波的抵消效果降低，為此，研發(fā)人員通過電磁場(chǎng)模擬器計(jì)算出了電板之間的適合的相對(duì)角度，使無用耦合降為零。這樣，使10m遠(yuǎn)處的電磁波強(qiáng)度減小到了原來的十分之一，在保持44kW供電量的情況下，也符合作為高頻波段利用設(shè)備的規(guī)定。
