中國儲能網(wǎng)訊:日本山形大學等開發(fā)出了使鋰離子電池的電解液變成凝膠狀、提高安全性的“半固態(tài)”電池。從事電池制造的初創(chuàng)企業(yè)將使內(nèi)置這種電池的手機殼實現(xiàn)商品化,并于2022年度上市。據(jù)稱,與此前的鋰離子電池相比,可充電次數(shù)達到約2倍,充電時間則幾乎減為一半。力爭3~5年后進入純電動汽車(EV)的電池市場。
鋰離子電池與鉛電池等相比,能量密度更高,即使容積較小,也能產(chǎn)生較大能量。不過,由于采用成分類似于煤油的電解液,存在撞擊和過充電導致起火的風險。據(jù)稱,從安全性的方面出發(fā),汽車行業(yè)對于采用固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)電池的期待強烈,但開發(fā)面臨諸多課題。
新一代電池研究室的準教授森下正典選擇了使電解液變?yōu)榘牍虘B(tài)的凝膠狀的研發(fā)路線。
在電解液凝膠化之后,存在充電之際凝膠氧化分解這一缺點。在此情況下,森下準教授等攜手擁有生產(chǎn)特殊電解液用凝膠化劑的技術(shù)的日本化學企業(yè)大阪曹達(OSAKA SODA),開發(fā)出了施加電壓也不會氧化分解、仍能保持較高離子導電性的凝膠狀電解液。
變?yōu)槟z狀的電解液不易蒸發(fā)和膨脹,能抑制起火和漏液。在電池穿刺實驗中,鋰離子電池在表面溫度達到700度后出現(xiàn)冒煙和燃燒,而半固態(tài)電池僅上升約200度,森下準教授表示“電池仍能使用”。
不僅是安全方面,性能也更為卓越。從試制的名片大小、容量為1500~2000毫安時的半固態(tài)電池來看,與相同大小的鋰離子電池相比,可充電次數(shù)達到約2倍的近1000次,充電時間約為幾乎為一半的30分鐘。
山形大學等表示“能夠制造容量更大的半固態(tài)電池”。要生產(chǎn)汽車行業(yè)著力開發(fā)的全固態(tài)電池,需要全新的設(shè)備,但半固態(tài)電池具備能用鋰離子電池的設(shè)備制造的優(yōu)點。
為使山形大學的電池技術(shù)實現(xiàn)實用化和產(chǎn)品化而在2019年設(shè)立的BIH(Battery Innovation Hub,位于山形縣米澤市)將于2022年度發(fā)售第1款商品。設(shè)想推出的是內(nèi)置容量1500~2000毫安時半固態(tài)電池的手機殼。
手機殼表面設(shè)計成運用米澤市傳統(tǒng)技術(shù)的“米澤織”的圖案,將打造兼具功能性和設(shè)計性的商品。作為地區(qū)的特產(chǎn)品,還在考慮作為米澤市的家鄉(xiāng)納稅的贈品等推廣方式。價格未定,但BIH的社長長谷川貴一表示“希望定價比美國蘋果的正規(guī)指定商品更加便宜”。
山形大學開發(fā)的半固態(tài)電池將與攜手合作的日本國內(nèi)外電池企業(yè)啟動量產(chǎn)體制。同時還將開拓作為頸部冷卻器(neck cooler)等可穿戴設(shè)備和保健用品等小型器件電源的需求。山形大學的森下準教授表示“將在3~5年后拿出大型化的時間表,力爭作為純電動汽車的車載電池得到使用”。