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日企新材料讓電池壽命變10倍,1節或能用50年

2023/11/24

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  日本歐力士的合併子公司KOIKE(山梨縣昭和町)和産業技術綜合研究所(簡稱:産綜研)聯合開發了用於下一代“固態電池”的新材料。電力更容易輸出,與現有電池相比可大幅延長壽命。首先尋求應用到醫療器械等領域。在有望提高安全性和便利性的新一代電池領域,多樣化的材料開發不斷推進。

      

  本次開發出了用於固態電池電解質的單晶物質。電解質負責輸送離子,帶來充放電能力。與傳統的固態電池電解質中使用的多晶物質相比,電阻可降至10分之1左右。據稱,電子更容易通過,還有助於延長電池壽命。

  

KOIKE和産綜研集團開發出了使用單晶的半固態電池的電解質(KOIKE的工廠)

  

  設想把固態電池應用於起搏器等醫療設備和智慧手錶等可穿戴終端。例如,現有起搏器用電池的壽命被認為在510年左右,據悉如果使用新技術有望延長至50年左右。

     

  KOIKE開展用於電子設備基板的單晶晶圓業務。歐力士于2017年收購了KOIKE的股份,使其成為財報合併子公司。KOIKE過去曾入選日本中小企業廳的“全國300家製造業中小企業”名單。

    

  利用通過主力的晶圓業務積累的量産技術,KOIKE成功開發出直徑25毫米的高品質電池用單晶。大型單晶被認為很難製造。今後,將開始向電池廠商分發樣品。與電池廠商合作、成立合資公司等也提上日程,力爭20272028年實現量産。

   

KOIKE和産綜研集團開發的單晶電解質

 

  還將與産綜研100%出資設立的AIST Solutions(茨城縣築波市)合作,通過調整或擴大正極使用的材料,繼續推進提高電池容量的討論。如果電池容量增加,用途有可能進一步擴大至汽車等領域。

    

  廣泛普及的鋰電池使用液體電解質。如果受到強烈衝擊等導致損傷,會發生短路,還存在發熱和起火的風險。固態電池的特點是耐衝擊,即使在高溫下也不會起火,安全性高。

    

  關於新材料,為了防止性能劣化,現階段設想在電極上涂布液體後使用。將成為固態和液態電解質一起使用的半固態電池。

  

  另一方面,豐田和出光興産推進開發的“全固態電池”則在電解質中使用硫化物。KOIKE等開發的單晶新材料被認為安全性更高。

    

  加拿大調查公司Emergen Research的統計顯示,全球固態電池市場規模截至2021年為6億美元,預計到2030年將擴大至101億美元。除了不斷應用於純電動汽車(EV)之外,在耐熱性要求較高的電子設備上也有望普及。

     

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