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这家日本公司将锂电池成本降低九成 或颠覆全球电动车市场

北极星储能网  来源:电子工程世界    2020/7/10 9:29:57  我要投稿  

北极星储能网讯:堀江英明的创新是用树脂结构取代电池的基本组件——金属内衬电极和液体电解质。他说,这种方法极大地简化和加快了制造过程,就像“烤面包涂黄油”一样简单。

锂离子电池在科技世界中扮演着核心角色,为从智能手机到电动车的无数产品提供动力。而在电动车市场,车用锂电池的成本成为阻碍市场普及的最后一个重大障碍。据外媒最新消息,一位曾经推动了锂电池商业化的资深人士最近宣布,他有办法将锂电池量产的生产成本降低90%,并显著提高它们的安全性。

据国外媒体报道,曾经在日本日产汽车公司工作过的工程师堀江英明于2018年成立了总部位于东京的APB公司,生产“全聚合物电池”(公司名字来自于这种产品)。

今年早些时候,该公司得到了一批日本大企业的支持,其中包括总承包商大林公司、工业设备制造商横河电机公司和碳纤维制造商帝人有限公司。

“现在制造锂电池的问题是它的制造工艺有点像半导体,”堀江在一次采访中说。“我们的目标是让它更像钢铁生产。”

电池组的基本单元是电池,制造每一个电池是一个复杂的过程,需要洁净室条件——用气闸控制空气湿度、持续的空气过滤和精确的工艺来防止高活性材料的污染。这种工厂条件可能非常昂贵,以至于像韩国LG化学有限公司、中国宁德时代公司和日本松下公司这样的几家顶级公司往往花费数十亿美元来建造一个合适的锂电池工厂。

堀江英明的创新是用树脂结构取代电池的基本组件——金属内衬电极和液体电解质。他说,这种方法极大地简化和加快了制造过程,就像“烤面包涂黄油”一样简单。他介绍说,新工艺允许10米长的电池板像坐垫一样叠在一起,以增加容量。重要的是,树脂电池在被锂电池内部隔膜刺穿时也能防止发生燃烧。

今年3月,APB公司筹集了80亿日元(合7400万美元),以更广泛的行业标准来看,这笔融资是微不足道的,但足以让一家工厂为定于明年开始的大规模生产做好充分准备。

堀江英明估计,到2023年,这笔资金将使他在日本中部的工厂达到1吉瓦时的锂电池产能。

自从大约30年前锂离子电池首次商业化以来,它们已经走过了漫长的道路。与10年前相比,今天的锂离子电池的寿命更长,存储的电能更高、成本降低了85%,是推动智能手机和平板电脑发展的主力。

然而,锂电池的安全仍然是一个问题,从特斯拉公司的汽车到波音公司的梦想客机,再到三星电子公司的智能手机,锂电池一直是一些火灾的原因。

“从物理学的角度来看,锂离子电池是人类创造的最好的加热器,”堀江英明说。

在传统的锂电池,电极之间的隔膜被刺穿可以产生数百安培的电流,是普通家庭电流的几倍。温度可以高达700摄氏度。APB的电池通过使用所谓的双极设计避免了这种灾难性的情况,消除了目前的电源瓶颈,并允许电池的整个表面吸收急速增加的电流。

伍德麦肯齐公司能源存储高级分析师米塔利·古普塔说:“由于事故太多,安全一直是锂电池业界的头等大事,堀江英明的发明可能是电能存储和电动汽车应用的一个突破,前提是该公司能够迅速扩大生产规模。”

但是这项技术也不是没有缺点。总部位于加州的道达尔电池咨询公司(Total Battery Consulting Inc .)总裁梅纳姆·安德森(Menahem Anderman)表示,聚合物的导电性不如金属,这可能会显著影响电池的承载能力。安德森说,双极设计的一个缺点是电池串联连接,难以控制单个电池。他还质疑成本节约是否足以与现有的一些技术竞争。

“资本并没有降低锂离子电池的成本,”安德森说。“在未来15年或更长时间内,液态电解质锂离子仍将是主要应用。它不完美,也不便宜,但是这种技术锂电池会逐步改进。”

堀江英明承认,APB无法与锂电池巨头竞争(一些行业巨头在投资数十亿美元后已经从规模经济中受益)。APB不会瞄准汽车行业的“红海”,而是首先关注建筑、办公室和发电厂中使用的固定电池。

根据伍德麦肯齐公司的估计,到2025年,全球固定位置锂电池市场的价值将达到1000亿美元,是去年的五倍多。其中美国和中国将成为能源储存锂电池需求增长的主要来源。在此期间,美国的能源储存需求可能会增长10倍,达到70亿美元。

日产起步

今年63岁的堀江从锂离子电池技术的早期就涉足了这一领域。1990年2月,在日产公司工作的早期,他开始了对电动和混合动力汽车的初步研究。几周后,索尼公司宣布了一项锂离子替代品商业化的计划,震惊了押注镍氢电池技术的行业。堀江英明表示,他立即看到了希望,并在同一年推动两家公司联合研究。

然而,到了2000年,被法国雷诺公司拯救的日产放弃了电池业务。堀江有一次机会让他的新老板卡洛斯·戈恩相信电动车是一个有前景的市场。在28分钟的演讲后,明显兴奋的戈恩宣布堀江的工作是一项重要的投资,并为项目开了绿灯。随后,日产的聆风将成为有史以来最畅销的电动汽车(资历老于特斯拉的Model 3)。

堀江在日产公司还在的时候就提出了全聚合物电池的想法,但是没能得到机构的支持来实现。2012年,当他在东京大学教书时,三洋化学工业有限公司找到了他,该公司以尿布中使用的超吸收材料而闻名。双方一起开发了世界上第一个使用导电凝胶聚合物的电池。2018年,堀江创办了APB公司,三洋化学成为他的早期投资者之一。

堀江说,APB公司已经找到了第一个客户——一家大型日本公司,其小众和高附加值产品主要销往海外。他拒绝透露更多细节,并表示APB公司计划最早在8月份宣布这一消息。

“这将证明我们的电池可以大规模生产,”堀江英明说。,“电池制造商已经变成了组装商。我们正在让化学重新成为主角。”

原标题:这家日本公司将锂电池成本降低九成 或颠覆全球电动车市场

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