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          【原創】成本下降40%,京瓷2020年規模量産24M電池
          文章來源自:高工锂電網
          2019-07-18 18:39:50 閱讀:15096
          摘要京瓷株式會社(Kyocera Corp)將于近期開始批量生産一種新型锂離子電池,這種電池原則上不會造成任何事故,預計2020年將開始大規模生産。

          京瓷株式會社(Kyocera Corp)將于近期開始批量生産一種新型锂離子電池,這種電池原則上不會造成任何事故,預計2020年將開始大規模生産。

          此前,媒體報道稱,位于美國馬薩諸塞州的半固態電池研發公司24M公司與日本京瓷達成一項協議,24M公司研發的锂電池將用于京瓷公司儲能系統産線進行試驗。

          京瓷公司總部位于日本京都,原本主營陶瓷産品以及高科技産品(其中包括太陽能産品)。京瓷公司正在建設針對住宅太陽能+儲能市場的電池廠,位于日本西部的大阪,預計2019年內設立試制生産線,最快將在2020年度內開始量産電池。

          京瓷公司高級執行官Masahiro Inagaki表示,“我們認爲,24M公司開發的半固態電池技術是锂離子電池制造的新興標准。而高效經濟地生産锂離子電池,可以我們擴大在日本住宅太陽能+儲能市場的銷售規模。

          京瓷表示,與現有的锂電池相比,這種新型锂電池可以降低約40%的材料成本,並將制造過程縮短至三分之一。與全固態電池相比,它的技術問題較少,實現了高安全性和高密度,正受到人們的關注。在此之前,新電池可以提前開始批量生産。

          對于這種新型電池,京瓷采用了一種全新的漿料組成,它由一個電極和一個集電極(通常是金屬片)組成。現有的漿料包括:

          1)活性物質(吸收和排放锂離子,有助于儲存能量),

          2)使漿料更容易附著在金屬箔上的粘合劑(粘合劑),

          3)使漿料更容易應用的溶劑等。

          另一方面,新電池不需要粘合劑和溶劑。現有的生産工藝要求將粘結劑或溶劑液化後的漿液塗在金屬箔上,然後進行幹燥處理,漿液體積減小,漿液不能厚厚塗敷。新型锂離子電池由于不使用粘結劑,可以使漿料塗得更厚,從而消除了幹燥過程。

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          根據電池研發商24M Technologies公司表示(24M Technologies是一家半固態電池研發商。該公司目前致力于研發半固態锂離子電池的研發和生産。),其技術是新電池的電極厚度可以300 - 500μm,這是現有的電池電極(60 - 110μm)大約五倍。

          如果新電池采用與現有電池相同數量的活性材料,就有可能減少金屬箔的數量,從而降低材料成本,提高能量密度。與現有産品相比,該部件的能量密度高出三到四倍。

          24M的電極含有電解質,具有粘性。針對這種粘性電極,該公司將這種新型電池稱爲“粘土型”電池。

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          通過改進設計提高安全性、可靠性

          新的電池特性

          1)提高安全性和可靠性的設計改進;

          2)能夠將容量密度提高到現有電池無法實現的水平的技術特性。

          3)它能夠以低成本回收稀有材料而不分解它們。

          首先,爲了確保高安全性和高可靠性,京瓷防止了生産過程的變化造成缺陷。在現有锂離子電池的情況下,電解液和隔膜夾在電極之間,構成電池。

          之前的生産當中,用于構成電池的金屬粉末在切割焊接時産生進入電池的金屬粉末,或由于電極位移導致正負電極之間短路,引起火災事故。

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          這種新電池不需要切割金屬,因爲它使用的是之前已經加工過的金屬箔。該電池的外部端子焊接是在使用塑料薄膜和袋處理密封單個電池後進行的。因此,焊接時産生的金屬件不能進入電池。同時,許多單元在密封單元後被組合成一個模塊。因此,在加工模塊的金屬外殼時産生的金屬件也不進入電池。

          如果一個小的單位發生短路,它會被袋狀材料絕緣,不會影響其他細胞。據京瓷公司介紹,電極通過袋式加工與分離器固定在一起,幾乎不會移位。

          更多的材料選擇 可能實現500Wh/kg的産能密度

          新電池具有提高容量密度的潛力,因爲它能夠從比現有電池更多的選項中選擇電解質和活性材料。

          電解質方面,通過在正極和負極之間放置固體電解質,可以爲正極和負極的每一種活性材料選擇合適的電解質。

          在現有的锂離子電池中,電解液被注入,以填充正極和負極之間的空間。因爲兩種電極都使用相同的電解質,所以不可能使用,例如,一種對正極極好但對負極産生副作用的材料。

          另一方面,例如,對于新電池,可以使用只適合于負極的醚基材料和只適合于正極的氟基材料。

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          新電池不使用粘合劑作爲電解質。因此,有可能使用一種活性材料,在高電位下實現高能量密度,從而引發與粘結劑的反應。

          此外,24M Technologies公司將應用以下技術:

          1)用高純度硅(Si)作爲負極的方法,以提高未來的容量

          2)用過量的锂浸漬電池,以應對锂離子數量因長期使用而減少的現象。

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          無損耗物料回收

          這種新電池的材料很容易回收。由于其漿料不含粘結劑,所以漿料可以很容易地從金屬箔中分離出來,並作爲生産過程中使用的原材料進行回收。

          在現有的锂離子電池中,幹漿液很難從金屬箔中分離出來,有必要將其分離成锂等。

          在許多情況下,活性材料中的锂離子在使用後會減少。因此,24M Technologies公司正在開發一種在回收時添加锂離子的方法。

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