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【超越锂电】全固体电池 一跃十年

2016-05-03 13:45来源:日经技术在线关键词:全固体二次电池锂离子电池储能收藏点赞

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Autolib的用户几乎一直在增加注1)。最近除了巴黎外,法国波尔多和里昂也启动了与Autolib相同的服务。2015年内还计划在美国印第安纳波利斯提供该服务。不仅是EV,博洛雷还开发出了配备LMP的电动巴士“Bluebus*”,除了法国外,还开始向欧洲各国和非洲出口。据介绍,截至2014年底已合计供货约50辆。另外,该公司还计划与法国雷诺合作,于2015年下半年共同开发采用容量为20kWh的LMP的三座小型EV。

注1)Autolib服务启动3年多,共投入约2900辆EV,设立了约900座服务站和约4500台充电器。服务用户合计达到18万人以上,其中近4成的约7万人为活跃用户。每天的利用次数约为1.8万次。

*Bluebus=博洛雷开发的20座小型电动巴士。利用BatScap公司的LMP行驶。续航距离最大为120km。

随着服务的扩大和车辆的增加,BatScap计划陆续扩大目前为300MWh/年(1万个30kWh的电池组)的电池产能,到2019~2020年达到3倍以上的约1GWh。

2年后供货300Wh/kg电池

继博洛雷之后开发全固体二次电池的厂商是美国Seeo公司。该公司开发的也是金属锂聚合物电池(图1(b))。

BatScap的LMP除了电解液不挥发的优点以外,性能并不是特别高。电池组的质量能量密度为100Wh/kg,与现有的汽车用锂离子电池相差无几。而Seeo公司大力宣传的,是性能之高和价格之低均大幅超过现有锂离子电池的优点。

现已开始样品供货的电池组能量密度为130~150Wh/kg。美国EnerDel公司前CEO、现任Seeo公司销售与市场营销部副总裁的Ulrik Grape表示,“2017年可以供货300Wh/kg的电池组。把400Wh/kg产品的价格降至现有锂离子电池1/2的目标也逐渐有了眉目”。

输出密度一直是全固体二次电池存在的课题,而Seeo的电池在这一点上似乎也满足了EV行驶所需的水平注2)。据Seeo的Grape介绍,该公司的电池组“符合欧洲的行驶测试标准‘CADC 130*’和‘WLTP*’”。不过,Seeo没有公开输出密度的具体数值。

注2)竞争对手BatScap的LMP在其前身加拿大Avestor公司时代,曾因输出密度无法满足EV的紧急起步和紧急加速而未得到加拿大的EV验证实验采用。现在的Bluecar估计利用双电层电容器弥补了输出不足的问题。

*CADC=Common Artemis Driving Cycles。欧盟委员会制定的道路交通尾气评估标准。规定了评估汽车尾气的代表性行驶模式。包括市区、郊外、高速公路三种。另外,高速公路模式分为最高时速为130km/h和150km/h的两种模式,130km/h表记为“CADC130”。

*WLTP=Worldwide harmonized Light-duty Test Procedure。由联合国欧洲经济委员会推进国际标准化的小型车尾气及燃效评估方法。规定了特定的行驶模式。

在日本目前正在研发的全固体二次电池中,采用聚合物电解质的全固体二次电池最接近产品化。据负责开发的日本电力中央研究所介绍,“研究所的开发工作基本已经完成,正考虑向民营企业转移技术”(电力中央研究所材料科学研究所功能材料领域高级研究员小林阳)。今后将制定具体的产品化计划。

启动“蓄电池版曼哈顿计划”

积极致力于全固体二次电池实用化的不仅仅是民间企业和研究机构。美国能源部(DoE)旗下的国立研究所阿贡国家实验室2013年成立了新一代蓄电池相关的研发组织——能源存储联合研究中心(JCESR,图2)。JCESR雄心壮志地表示,“将像曼哈顿计划*那样,集中投入人才和资金,在5年内开发出能量密度达到5倍、价格降至1/5的蓄电池”。该计划也被称为“5-5-5目标”。

图2:美国在“电池版曼哈顿计划”中,计划5年内实现“创新电池”

本图为日本NEDO和美国JCESR的计划,以及Seeo和Sakti3公司的全固体二次电池开发蓝图。JCESR发布了“5-5-5”计划,从2013年开始将在5年内开发出能量密度提高至5倍、价格降至1/5的蓄电池。Seeo和Sakti3公司的开发蓝图也与该计划基本相同。

原标题:全固体电池,一跃十年
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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