日本全固态电池新突破 中科院士:接近理论极限

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Toutiao
最新回复:2023年7月16日 14点34分 PT
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每日经济新闻

日本东京工业大学将全固态电池容量提升至全球最高水平。

据界面新闻7月16日报道,近日,日本东京工业大学特聘教授菅野了次等人组成的研究团队,成功提高了全固态电池的快速充电性能和容量。该研究通过新开发基础材料、重新研究制造工艺等方式得以实现,相关文章发表在美国《科学》杂志上。全固态电池是一种新型的电池类型。区别于其它电池,没有液态电解液,而是采用聚合物、氧化物或硫化物作为固态电解质。

据英国《金融时报》,在固态电池技术取得突破后,丰田近日公布了将其电动汽车电池的尺寸、成本和重量减半的雄心。丰田顶级电池专家Keiji Kaita 7月4日表示,简化电池材料的生产流程将降低其下一代技术的成本。“对于我们的液态和固态电池,我们的目标是彻底改变目前电池太大、太重、太贵的状况,”Keiji Kaita表示,“就潜力而言,我们的目标是将所有这些因素减半。”此外,中国科学技术大学教授马骋开发了一种新型固态电解质,它的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近,但成本不到后者的4%,适合进行产业化应用。

日本全固态电池获新突破

据界面新闻报道,日本东京工业大的上述研究,利用高熵材料设计开发了一种高离子导电性的固体电解质,通过增加已知锂快离子导体的成分复杂性,使得锂离子电导率约为传统材料的2.3-3.8倍,从而能缩短电池充电时间。这意味着,影响电池充电性能的指标较当前传统电池相比最多可提高3.8倍,为目前全球最高水平。

此外,研究团队改良了制造工艺,负极采用锂金属代替传统的石墨,使得正极容量按单位电极面积计算较当前提高1.8倍。试制的全固态电池每平方厘米电极的电池容量超过20毫安,这也是全球目前公布的最高水平。

当前动力电池市场上,液态锂电池仍占据主导地位。中国科学院院士孙世刚曾表示,现有锂电池的能量密度已接近理论极限。近十年来,液态锂电池的能量密度已提升2-3倍。相较于液态锂电池,固态电池具有高能量密度、高安全性和长使用寿命等优势,被业界普遍认为是下一代动力电池技术。

中国固态电池产业化情况。来源:中商情报网

近年来,学术界涌现了一些固态电池的新成果,其中不乏中国科学家。

据《光明日报》报道,中国科学技术大学马骋教授研设计并合成了一种新型固态电解质——氧氯化锆锂,其综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当,但成本不到后者的4%,适合进行产业化应用。该研究于今年6月27日发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》上。

在固态锂电池产业化道路上,日企较为激进。今年6月初,丰田宣布固态电池商业化的最新规划,最早到2027年,丰田就将向市场投放搭载固态电池的电动汽车,充电不到10分钟即可行驶约1200公里。

丰田固态电池改变游戏规则?

据财联社报道,丰田公司周二(7月4日)表示,已经在固态电池技术上取得了重大突破,能够将电池的重量、体积和成本减半,这可能为电动汽车的进步带来巨大的推动力。

这家世界第二大汽车制造商已经在推行一项计划,到2025年推出配备先进固态电池的电动汽车。与液体电池相比,固态电池的优势更大。

丰田公司碳中和研发中心的总裁海田敬二表示:“无论是液态电池还是固态电池,我们的目标是彻底改变目前电池过大、过重、过贵的局面,在这方面的潜力上,我们将争取将这些因素减半。”

海田指出,该公司已经开发出了提高电池耐久性的方法,并相信现在可以制造出续航里程为1200公里的固态电池,充电时间为10分钟或者更短。

图片来源:丰田中国官网

伯明翰大学商业经济学教授戴维·贝利认为,如果丰田公司的说法属实,那么这可能是未来电动汽车的一个里程碑时刻。“通常在原型阶段会有一些突破,但要扩大生产规模就很困难了。”他补充说,“如果这是一个真正的突破,那么它可能是一个颠覆性的改变,甚至可以说是电动汽车行业的圣杯。”

据《金融时报》报道,该公司预计将在2027年开始为电动汽车生产固态电池。

据每经网此前报道,早在2020年8月,搭载全固态电池的丰田电动车已取得牌照,开始行驶实验。丰田方面向记者透露,2025年前,丰田的全固态电池将实现小规模量产,首先搭载在混动车型上;到2030年前,丰田的全固态电池要实现持续的、稳定量的生产。

“在开发过程中,我们了解到全固态电池里的离子会在电池中高速运动,进而实现高功率输出,我们希望这个特性能够用于混动车型上,发挥全固态电池的优势。”丰田方面表示。

2021年,丰田汽车宣布,到2030年,预计将投入1.5万亿日元(约合人民币881.2亿元)用于开发动力电池及其电池供应链,以期在未来十年的关键汽车技术领域取得领先,并在电动车和混动车的价格方面保持持久的竞争力。

据央广网7月4日报道,记者从中国科学技术大学获悉,中国科学技术大学马骋教授开发了一种新型固态电解质,它的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近,但成本不到后者的4%,适合进行产业化应用。6月27日,该成果发表在国际著名学术期刊《自然·通讯》上。

在具备极强成本优势的同时,氧氯化锆锂的综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。实验证明,由氧氯化锆锂和高镍三元正极组成的全固态锂电池展示了极为优异的性能:在12分钟快速充电的条件下,该电池仍然成功地在室温稳定循环2000圈以上。

研究人员介绍,氧氯化锆锂能以目前最低的成本实现和当下最先进的硫化物、氯化物固态电解质相近的性能,对全固态锂电池的产业化具有重大意义。

每日经济新闻综合财联社、界面新闻、央广网

m
markhammer
1 楼
我对日本人的数据存疑。几十年跟日本企业打交道的经验。 [1评]
龙起卷
2 楼
大不了就躬身道歉……反正都习以为常
雁过留言机
3 楼
我对markhammer的回复存疑。几十日跟这个五毛蛆打交道的经验。
雁过留言机
4 楼
“习以为常” 龙起卷,你辱包了!
t
treebear
5 楼
国内有人计算了丰田吹牛的固体电池方案,发现需要5000伏的高压才能完成10分钟充电行驶1500公里。而5000伏的变压器巨大,这样充电桩根本不可能承担得起。
脸皮10厚
6 楼
吹,接着吹
脸皮10厚
7 楼
傻逼日本
狗子离远点
8 楼
wuyueshanren他妈好!
s
sheng诸葛
9 楼
没关系,只要最终出的专利费比人多,最后做成产品的还是中国企业。真正懂得丛林法则,又舍得花钱的狠人还都是来至中国。
谁主沉浮?
10 楼
丰田那是骗股东免追责,为自己赢得切换时间的,真那么厉害,还拼命推电混干什么,屁!
谁主沉浮?
11 楼
3楼: 你可以问你一下你慰安妇娘关于倭寇的事
s
slimane
12 楼
跟可燃冰有得一拼
n
neophoenix
13 楼
负极采用锂金属代替传统的石墨 直接上锂?不危险么?不过应该考虑过这点了吧
d
dingding6
14 楼
日本的电动车突破了,研究成功了,太伟大了。将来会占领全世界的市场。虽然现在中国的电动车大行其道,赚了大钱。但是不要高兴的太早,日本电动车将来有朝一日会弯道超车,迎头赶上。 [1评]
媚眼瞟瞟
15 楼
劝你们不要听信这些臭鸡巴蛋的言论。
恶人谷客栈
16 楼
如果日本人真的研发出10钟完成充电并能行驶1200公里的电动车电池,那么,目前普通的电力设备能完成充电么?如果要再一轮新建电力基础设施去配套这种电池,那么,单位造价是多少?一座城市需要多少套新设施,总造价大概多少?原有的城市供电系统是否有足够的电力支持这些新设施?如果无法支持是否还要再建新的电厂及配套设施?
t
tinyL
17 楼
要有早就上潜艇了,轮不到民用车首发……
C
Cromwellgm
18 楼
无论液态电池还是固态电池:都已接近发展悬崖,终极点!“动态远程”供电:公路旁设立一定距离间隔的无线输电,不是无线充电,才是真正的唯一方案!如同电脑:自己本地的个人电脑容量再强大,都无法满足实际运用,实时联网,才能满足需要,可以有无限提高资源的机会。
斯文的地主
19 楼
你是没来过日本 向我们都是定居日本20多年! 我们都是定居日本的华人,日本是个祸害,一定要肢解日本。 要让日本人看不到未来 要让日本列岛没有未来! 接下来就是拿回冲绳岛,琉球独立! 琉球王国独立后第一件事就是公投加入中国,公投有理有据 接受琉球人民心愿! 琉球又没有军队 独立可以请求中国政府,中国解放军就进入了! . 我们都是定居日本的华人,都在为日本惋惜 日本很可怜的 没有实力 也做不到,整天像个妓女大叫台湾有事日本有事,弄的自己被肢解! 日本贱货 哈哈哈 . 解放台湾 肢解日本为目的! . 巴士 对马 宫古海峡 以上这三条水道中国海军已经拿下 只要扼守巴士海峡就能弄死日本! 巴士海峡一封 逼迫日本下跪,只要敢先动手 那就死灭了日本人口! . 钓鱼岛 整个冲绳岛都是是中国的,这都是实话实说! . 海外华人都是看着中国一步步强大! . 海外华人支持中国共产党! . . . .
d
dorger
20 楼
不想傻乎乎跟风看丰田吹牛逼的,就去看看丰田自己的报告,那些所谓技术指标都是冲击的目标而已,就像日本人参加个比赛就要冲击金牌一样~ [1评]
斯文的地主
21 楼
现在都是怎么肢解日本,怎么分解日本列岛的问题 已经不是和平年代条件,没有和平环境条件 不存在让日本继续科技开拓了! . 我们都是定居日本的华人,日本是个祸害,一定要肢解日本。 要让日本人看不到未来 要让日本列岛没有未来! 接下来就是拿回冲绳岛,琉球独立! 琉球王国独立后第一件事就是公投加入中国,公投有理有据 接受琉球人民心愿! 琉球又没有军队 独立可以请求中国政府,中国解放军就进入了! . 我们都是定居日本的华人,都在为日本惋惜 日本很可怜的 没有实力 也做不到,整天像个妓女大叫台湾有事日本有事,弄的自己被肢解! 日本贱货 哈哈哈 . 解放台湾 肢解日本为目的! . 巴士 对马 宫古海峡 以上这三条水道中国海军已经拿下 只要扼守巴士海峡就能弄死日本! 巴士海峡一封 逼迫日本下跪,只要敢先动手 那就死灭了日本人口! . 钓鱼岛 整个冲绳岛都是是中国的,这都是实话实说! . 海外华人都是看着中国一步步强大! . 海外华人支持中国共产党! . . . .
c
chinapope
22 楼
实验室的东西不要跟产品比。日吹过时了。
m
myporn001
23 楼
固态电池 优点 1,充电快;2,重量轻;3,更安全。 缺点 1,没有价格优势,除非造出来固态电池比现在的磷酸铁锂电池还便宜(可能性极小),大概率量产的价格是目前锂电池的1.5倍或2倍以上价格。2,超高压充电桩建设成本高、要求高,普通的城市供电网络都不一定能直接接入,需要专门铺设电网;3,来晚了,朋友。目前世界范围内电车充电桩网络已经高度发达,高度竞争,一律是支持特斯拉标准,除非固态电池的充电与传统电池的充电的标准一致,不然达不到它所声称的快速充电,其优势也许仅仅是体积更小而已。
哼!肥猫
24 楼
做出来再说不迟。现在八字没一撇就满世界嚷嚷,纯属忽悠。
n
navy3
25 楼
吹吧
b
brucesui
26 楼
做出来再说。
b
brucesui
27 楼
怎么日本人现在跟印度人一样?八字没一撇就“将”,“会”?
b
brucesui
28 楼
:    我的儿,你把舌头伸直了再说话。
b
bc007
29 楼
实验室和投产差十万八千里呢。
l
laosanlaosi
30 楼
没有那么复杂,高中物理就能计算,就是一个单位换算 1kWh=367170.6kgm 1辆汽车的重量假设为1500kg,开1500km,那就做功 1500*1500*1000=2250000000kgm,换算成千瓦时 2250000/367170.6=6128KWh=6128*1000*60=367380000Wm(瓦分) 10分钟充完电 367380000/10=36738000W=36738Kw=3.67万Kw 也就是一个100万Kw的发电厂,只能供应27把充电枪😂😂😂 如果充电电压时5000伏的话,电流就是36738/5000=7.34安培 中国第一个核电站,青山核电站当初的装机容量时30万Kw,只能给8把充电枪供电
G
Griller
31 楼
为什么ppt说的和真实发生的一样。。。。这是印度文化的入侵么?
l
laosanlaosi
32 楼
即使能够造出功率为4万千瓦的充电桩,那是目前最大功率充电桩(21KW)的1900倍,充电枪插座的直径估计比汽车轮胎的直径还要大。
加麻大
33 楼
日本的仓龙级潜艇就是用的锂电池
媚眼瞟瞟
34 楼
你算错了。 1kWh=367170.6kgm 是往天上飞。 汽车平地走, 极端情况, 摩擦力空气阻力等于零时不需要做功。 加速的能量就够了。 你物理数学学得再好, 不会思考一样是饭桶。
清剿鸡毛
35 楼
日逼继续吃核屎没有下线