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围绕电池创新 松下/NEC/A123等都有哪些技术储备?  

2016-10-31 15:31:07|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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技术创新是企业生存和发展的基本前提。在电子科技应用日新月异的背景下,加大电池领域的技术创新力度,成为电池企业增强发展能力、应对市场竞争的必然选择。

  事实上,作为电子产品的燃料,从诞生之日开始,围绕电池技术革新一直没有停歇,铅酸、镍氢、锂电、固态电池、空气电池、燃料电池……

  技术和商业一样,冷漠而残酷,一个产品革命另一个产品,一个企业击垮另一个企业,一个时代替代另一个时代。昨天索尼被抛下,今天可能是三星,明天没准会是松下。

  电池性能的提升和技术的升级,靠的就是企业间的追赶赛跑和竞争淘汰,如果不能提前做好技术储备,那么很有可能就会被对手在不经意间赶超。

  高工锂电网发现,进入2016年以来,包括本田、松下、A123、NEC等国际企业公布了其电池领域的最新进展,他们有的聚焦于现有锂离子电池的性能提升,有的引进新材料升级现有电池,有的则将目光投向全新的电池领域……

  无论是何种途径,可以肯定的是,巨头往往最有危机感,其布局的领域也最有可能成为未来的方向,高工锂电网整理了6家国际企业在电池及相关领域的最新研发和产业化进展,希望对读者有所借鉴和帮助。

  本田开发出商用镁电池

  日本媒体报道称,本田汽车与一支研发团队携手合作,开发出世界上第一块可以实际应用的镁充电电池。安装新电池之后,智能手机及其它设备充电一次可以续航更长时间。对于制造商来说,镁的成本比锂低了96%。本田研发团队开发者预计镁电池最开始时会在智能手机、其它便携设备中商用。

  镁用在可充电电池中面临的困难是,在充电放电、放电充电的过程中,镁的充电性能会快速退化。为了解决这一问题,研究人员开发了一种新材料氧化钒,将它涂在正极,这样一来,离子在氧化钒和镁负极之间流动就会更容易一些。氧化钒可以增加镁的充电次数,防止衰退。为了提高安全性,研究人员添加了一种有机物质,它可以降低镁电池起火的风险。镁本身就是一种易燃的材料。

  如果未来镁电池的抗热能力可以进一步增强,存储电量进一步增加,企业就可以将镁电池装进插电式混合动力汽车和电动汽车。

  A123与阿贡实验室研发高能量锂电池

  据美国Globe Newswire报道,A123系统公司近日宣布与美国阿贡国家实验室签署协议,共同研发寿命长、安全性高的高能量锂离子电池。

  A123将其在电池材料开发方面的高科技以及成功经验应用于由阿贡试验室原先开发的镍锰钴氧化物(NMC)技术的商业化发展。与阿贡等其他独立研发机构合作后,A123期望其电池能在现有产品的能量密度基础上再提高60%,应用到电动汽车上的续驶里程也能得到相应增长。

  此项目基于A123现有的镍锰钴氧化物(NMC)技术,而三元电池几乎占据其一半的产量。A123已是低压微混高功率电池的世界领先制造商,其在三元电池高能量应用领域的开发最近也取得显著进展。

  如今,在插电式电动汽车领域中,6款车型使用了A123的NMC三元电池,公司还获得了未来市场中的十多个项目。A123首席执行官杰森福希尔说道,“我们希望能够满足市场对A123的期待,通过提供能量密度更高、寿命和安全性能优异的插电式电动汽车电池来扩大我们的客户基础。”

松下研发出无需钴新型锂电池

  来自日本松下电器的信息显示,日本已经研发出不需要稀有金属钴的锂电池新材料,并试制出了新型锂电池。

  日本松下电器京都大学教授吉田润一为首的研究团队,利用锂和碳开发出了一种有机新材料,成功地试生产出不用钴做电极材料的新型锂电池。试验结果表明,新材料生产的电池与含钴材料做电极的锂电池具有同等的容量。这种锂电池有望摆脱对钴的依赖,大大降低生产成本。

  这种新型材料生产的锂电池的另一优势是电池寿命更长、衰减率更低。实验结果显示,这种新型材料生产的锂电池充放电100次,但电池容量的衰减不超过20%。松下电器计划改良这种新材料,希望将电池充放电次数提高到500次至1000次,然后进行商品化生产。

  松下推出曲面可弯锂电池

  作为全球领先的智能手机电池供应商,松下刚刚发布了一种全新的柔性可弯曲锂电池技术。这种电池由于厚度只有0.55毫米,可以使用在任何可穿戴设备或者卡片式的电子产品中。

  根据松下介绍,这种可充电锂电池可以承受的弯曲和扭转半径超过了日本的行业标准(弯曲半径R40mm/扭曲的±15度/85.6mm)。而最重要的是,这种电池可以进行反复的弯曲和扭曲,而在充电和放电性质上,没有受到任何影响。

  松下表示,这种新的电池技术使用了最新的叠层技术,因此就算反复折叠和弯曲也不会引起泄漏或者温度异常升高。因此在安全性上很有保障。

  据悉,松下的这种柔性可弯曲电池首批产品将从10月底开始量产,而未来将会逐渐提高产能。不过让人遗憾的是,目前松下的这种电池技术最高而定容量只有60mAh而已,因此似乎无法被使用在智能手机上。而下个月开始量产版本额定容量分别为17.5mAh和40mAh。

  NEC推商用新型无人机锂电池

  NEC公司近日宣布,开发出了用于商用无人机的锂离子二次电池的原型品,并计划推出产品。据介绍,与使用无人机中常见的锂聚合物二次电池时相比,使用新开发的电池能够使可飞行次数达到前者的2倍以上。计划2017年度第一季度开始销售。目标是2018年度实现20亿日元销售额。

  此次新开发了单位重量的电力容量大的正极材料,高功率输出时的重量能量密度比该公司原有产品提高约33%。这样,与该公司原有产品相比,在相同重量下,无人机的飞行时间及飞行距离可延长约33%;在相同能量值下,可减轻减小约25%。同时,还通过优化电极成分降低了电极电阻,能量功率密度较原有产品提高了40%。

 凭借这一点,在无人机急上升和急下降时也能提高输出电流的追随性,实现能减少风力影响的长时间稳定飞行,还能在不加热电池的情况下在大约-10℃的低温环境下飞行。

  另外,新开发的电池还通过优化电极材料、电解液、添加物等的组合,使反复充放电时的耐久性比该公司原产品提高10%以上。这一耐久性相当于普通锂聚合物二次电池2倍以上的水平,有助于延长电池寿命,由此可减少运用成本。并且,该电池在正极和负极的绝缘隔膜中使用了耐高温性强的产品,确保了安全性。

  苹果电动汽车或采用空芯电池

  苹果公司传闻已久的“泰坦计划”最新消息称,苹果目前已与一家韩国电池公司签署了保密协议,两家公司合作致力于电动汽车的研发。该公司招募了一支33人的团队,其中25人组成了研发部门。其开发的圆柱形锂离子电池采用了空芯专利技术,中空尺寸达2英寸(约5cm),并且可以在无需焊接的情况下进行串联或者并联。

  考虑到电池产生的热量集中在中心区域,空芯锂离子电池通过改善中心气流,在冷却性上的优势十分明显。因此,电动汽车上硕大而沉重的冷却系统将不复存在,从而降低整车自重。另一方面,电池组的容量设计也将加大,续航里程进一步提升。

  东芝新技术减少无线充电电磁波

  东芝2016年9月宣布,在纯电动(EV)巴士的快速无线充电系统方面,开发出了可减少会妨碍其他无线通信的无用电磁波的技术。

  东芝开发的快速无线充电系统使用85kHz频段进行44kW的电力传输。日本电波法规定,使用10kHz以上的高频波段时必须获得高频段利用设备许可,设备放射的电磁波强度必须低于允许值,不能对广播电视及其他无线通信造成妨碍。但此前,东芝的快速无线充电系统输送44kW时,放射的电磁波强度高出允许值10倍。

  东芝开发的新技术将44kW快速无线充电系统的供/受电板各分成了两个22kW的系统。使两个系统逆相供电,放射的电磁波可以相互抵消,从而减少无用电磁波。

  分成两个系统时,如果电板之间发生干扰耦合,放射的电磁波的强度和相位就会发生错位,导致电磁波的抵消效果降低,为此,研发人员通过电磁场模拟器计算出了电板之间的适合的相对角度,使无用耦合降为零。这样,使10m远处的电磁波强度减小到了原来的十分之一,在保持44kW供电量的情况下,也符合作为高频波段利用设备的规定。

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