Японцы подняли твердотельные батареи до состояния высокой стратегической готовности для возврата к литиевой энергии.

Японцы стремятся вернуться в литий.

Не так давно японские СМИ сообщили, что с мая этого года Министерство экономики, торговли и промышленности инвестирует 1,6 миллиарда иен в Toyota, Honda, Nissan, Matsushita, GS Yuasa, Toray, Asahi Kasei, Mitsui Chemicals, Mitsubishi Chemical и др. Крупные автопроизводители, производители аккумуляторов и материалов совместно разрабатывают твердотельные аккумуляторы.

Согласно имеющимся данным, Министерство экономики, торговли и промышленности Японии аффилировано с Центральным департаментом Японии. Он в основном отвечает за повышение жизнеспособности частной экономики, обеспечение плавного развития внешнеэкономических связей, обеспечение экономического и промышленного развития, а также обеспечение стабильности поставок минеральных ресурсов и энергии и поддержание эффективности.

Решимость Японии захватить доминирующую позицию в секторе твердотельных батарей очевидна в подъеме твердотельных батарей до национального стратегического уровня и в объединении ведущих сил отечественной промышленной цепочки. Возвращение доли рынка аккумуляторных батарей, захваченной китайскими и южнокорейскими компаниями, было истолковано японскими СМИ как одна из целей правительства по расширению исследований и разработок твердотельных батарей.

Согласно данным Japan Economic News, на долю японских компаний в 2013 году приходилось около 70 процентов мировой доли автомобильных аккумуляторов, но их рыночная доля упала до 41 процента в 2016 году, поскольку китайские и южнокорейские компании ускорились.

В 2013 году литиевые батареи действительно стали «водоразделом» для развития литиевых батарей. До этого литиевые батареи в основном использовались в области бытовой электроники. Рынок был зрелым и стабильным. С 2013 года автомобили на новых источниках энергии начали быстро расти во всем мире, а индустрия аккумуляторных батарей стала более мощной, чем когда-либо прежде.

Хотя Япония (первая в мире литий-ионная батарея была впервые произведена в массовом порядке японской компанией SONY в 1991 году), которая пользуется стартовым преимуществом индустриализации литиевой технологии производства энергии, полностью разделила дивиденды от литиевой энергетики, она находится ниже влияние политики, рынков и стратегий развития. Под влиянием, перед лицом ожесточенного наступления со стороны растущих китайских и корейских компаний, производящих аккумуляторные батареи, Японии удалось сохранить пассивное сокращение в области литиевой энергетики только в последние годы.

Фактически, согласно данным JFD, доля мирового рынка лития в Японии упала примерно до 15% в 2016 году.

Очевидно, что такая ситуация неприемлема для японского правительства и компаний, и разработка твердотельных батарей, которые признаны батареями следующего поколения, является нарушенным планом, данным японским обществом. Судя по подсказкам японской компоновки в области твердотельных аккумуляторов, можно сказать наверняка, что это не будет «пустой пистолет».

В секторе твердотельных аккумуляторов Япония будет стабильно сосредоточиваться на основной технологии - едином стиле отображения.

Перед официальным финансированием Министерство экономики, торговли и промышленности Японии рассматривало возможность подачи заявки в Международную электротехническую комиссию (МЭК) для содействия разработке международных стандартов, чтобы обеспечить доминирование в мире полностью твердотельных аккумуляторных батарей для транспортных средств.

В апреле 2018 года Министерство экономики, торговли и промышленности Японии и Японское агентство по комплексному развитию технологий новой энергетики (NEDO) объявили, что они ограничат его до 2022 года, чтобы сформулировать метод оценки испытаний твердотельных литиевых батарей, который отражает международные стандарты. и спецификации, и совместно разработать транспортное средство. Международная стратегия стандартизации твердотельных литиевых батарей.

В дополнение к сверхсознательности, выраженной на уровне рыночных правил, большое количество японских университетов, институтов и компаний сосредоточили свое внимание на исследованиях в области технологии твердотельных аккумуляторов, что обеспечило Японии твердую поддержку в продвижении индустриализации. твердотельных аккумуляторов.

Колледжи / институты

В 2011 году профессор Такино из Восточного технологического университета и другие люди и компания Toyota Motor совместно разработали новый твердый электролит и впоследствии улучшили материал, изменив тип элемента. В 2016 году ионная проводимость твердого электролита была более чем в два раза выше, чем у органического электролита. Удельная мощность аккумулятора более чем в 3 раза. После того, как прототип твердой батареи был многократно заряжен и разряжен в лаборатории 1000 раз, емкость практически не уменьшилась.

В 2014 году профессор Шантьян Чуньфу из Токийского университета и другие использовали высокие концентрации электролитов, чтобы сократить время зарядки аккумулятора до 1/3 от обычного литий-ионного аккумулятора, и это им удалось. В 2017 году разработка негорючего плотного электролита, использование негорючего триметилфосфата в качестве органического растворителя, нагретого до 200 градусов Цельсия, приведет к образованию пара, который может погасить пламя, и даже будет играть роль лития. -ионное средство пожаротушения аккумуляторной батареи.

Западный профессор Университета Кодзи в Окаяме успешно разработал положительный электрод, связанный с зарядом-разрядом. Покрывая поверхность частицы материала положительного электрода частицами, содержащими титан и рутений, тестовая батарея может заряжаться в 5 раз быстрее, чем обычная литий-ионная батарея.

Кроме того, Такада Хедиан, заместитель директора Национального института исследования материалов в Японии, разработал новый тип системы отрицательных материалов. Его отрицательная емкость может быть увеличена примерно в 10 раз по сравнению с существующими ионно-литиевыми батареями, а емкость батареи, как ожидается, увеличится примерно на 50%.

Ведущая компания по производству оптического стекла Ohara Seisakusho (Mitsui) также разработала стеклянный добавочный материал, который может подавить снижение емкости в условиях быстрой зарядки и низких температур - LICGC. Когда LICGC смешивается с материалом положительного электрода твердой батареи, он быстро разряжается со скоростью, в 3 раза превышающей скорость зарядки батареи, что примерно на 40% больше, чем у обычной литий-ионной батареи, и примерно на 25% при температуре минус 20 ° С.

Тойота

Среди японских компаний Toyota признана одной из самых авторитетных компаний в области твердотельных аккумуляторов на данном этапе.

Еще в 2010 году Toyota представила твердотельный сульфидный аккумулятор. К 2014 году сообщалось, что удельная энергия твердотельной батареи прототипа Toyota достигла 400 Втч / кг. По состоянию на февраль 2017 года количество патентов на твердотельные батареи Toyota достигло 30, что намного превышает количество патентов других компаний.

В октябре 2017 года Toyota объявила, что инвестирует более 200 человек в ускорение разработки технологии твердотельных аккумуляторов. В декабре того же года Toyota United Matsushita объявила о совместной разработке твердотельных аккумуляторов, чтобы повысить популярность электромобилей с помощью передовых аккумуляторных технологий.

В том же месяце Toyota еще раз объявила, что планирует выпустить 10 электромобилей в 2020 году и коммерциализировать следующее поколение твердотельных батарей. Эту новость позже подтвердил исполнительный директор Toyota Materials Engineering Шигеки Сузуки, а затем последовала новость о том, что Toyota начнет коммерциализацию твердотельных батарей к 2020 году.

TDK

TDK - это известный в Японии бренд электронной промышленности. Уже давно занимает лидирующие позиции в области электронного сырья и компонентов. ATL, известная китайцам, является дочерней компанией TDK.

В ноябре 2017 года TDK объявила о разработке первой в мире цельнокерамической твердой батареи CeraCharge с новым размером батареи 4,5 × 3,2 × 1,1 мм с использованием технологии малых SMD. Номинальное напряжение 1,4 В, емкость 100 мкАч, а количество циклов заряда и разряда может превышать 1000 раз. Ожидается, что серийное производство начнется весной 2018 года.

По сообщениям японских СМИ, TDK будет использовать австрийские фабрики для достижения ежемесячного производства от 20 000 до 30 000 CeraCharge.

Чтобы выполнить план массового производства, TDK также планирует инвестировать в общей сложности 100 миллиардов иен в инвестиции в оборудование в период с 2018 по 2020 год. Цель состоит в том, чтобы увеличить доход от продуктов для нанесения тонких пленок, включая литий-ионные батареи, на 60% в 2020 году с 2016. Около 400 миллиардов йен.

Производственный офис Мурата

Murata Manufacturing Co., Ltd., японский производитель запчастей для электроники, объявила о разработке высокопроизводительных литий-ионных вторичных батарей в 2005 году. В 2015 году она начала массовое производство небольших литий-ионных вторичных батарей с титанатом лития.

В 2016 году из-за сокращения доходов первоначального основного бизнеса компания Murata Manufacturing Co., Ltd. достигла 17,5 млрд иен и была передана в подразделение аккумуляторных батарей Sony после того, как Sony выпустила на рынок первую в мире литий-ионную батарею. В рамках сделки Sony передаст Мурате техническую мощь и деловой опыт, накопленный в области производства аккумуляторов.

Исходя из этого, Мурата поставил перед собой цель дальнейшего расширения бизнеса литий-ионных аккумуляторов. Согласно плану, Murata Manufacturing Co., Ltd. выведет на рынок твердотельные батареи примерно в 2019 году.

Кроме того, японские компании NGK, Mitsubishi Gas Chemistry, Toray, Panasonic, Sumitomo Chemical и другие производители также выразили оптимизм по поводу рыночных перспектив твердотельных батарей и ускоряют разработку соответствующих материалов.

Mitsubishi Gas Chemistry стремится к 2020 году разработать твердые электролиты для твердотельных аккумуляторов и как можно скорее вывести на рынок материалы для аккумуляторов нового поколения.

Страница содержит содержимое машинного перевода.