日本發明新技術：鋰電池量產成本可降90%

鋰電池在科技界扮演著核心角色，為智能手機和智能汽車等各種設備供應動力。日本一位電池開發者表示，他有方法將鋰電池的量產成本降低90%，與此同時顯著提高其安全性。

曾負責日產汽車(NissanMotorCo.)電池研究的堀江英明(HideakiHorie)于2018年成立了總部位于東京的APB公司，以加工全聚合物電池。

此前，日產汽車已向APB公司許可了一項先進技術，以加工這種電池。日產汽車于1990年代初開始研發鋰電池，于1997年推出了PrairieJoyEV，并成為在商用電動車中安裝鋰電池的先行。

今年早些時候，APB公司獲得了包括建筑商大林組株式會社(ObayashiCorp.)、工業設備制造商橫河電機株式會社(YokogawaElectricCorp.)和碳纖維加工商帝人株式會社(TeijinLtd.)在內的一批日本公司的支持。

今年三月，APB籌集了80億日元(合7400萬美元)，雖然這筆錢顯得有些微不足道，但足以為一家擬于明年開始量產的廠供應全套設備。堀江英明估計，其位于日本中部的廠至2023年裝機容量將達到10億瓦時。

成本更低容量更大

今朝制造鋰電池的問題在于，它的器件加工類似于半導體，堀江英明在接受采訪時表示，我們的目標是使其更像鋼鐵加工。

電池基本單元mdashmdash電池芯的制造是一個復雜的過程，要在潔凈室條件下完成mdashmdash要控制濕度、繼續的空氣過濾，以戒備高反應性材料受到污染。條件如此嚴苛，以至于像韓國的LG化學、我國的寧德時代和日本的松下電器這樣的頂級電池公司要斥資數十億美元來建造廠。

堀江英明的創新之處在于用樹脂結構代替電池的基本組件mdashmdash金屬內襯電極和液態電解質，從而提高了安全性并降低了成本。他說，這種辦法大大簡化并加快了加工進程，就像黃油抹面包相同容易。

新型電池單元的正面和背面由聚合物集電器制成，正面和背面分別具有負極性或正極性，并構成電池盒的一部分。10米長的電池片可以像座墊相同堆疊在一起，從而新增容量。

傳統電池和全聚合物電池示意圖

安全性提升

鋰電池自近三十年前首次商業化以來已經走過了漫長的道路。與十年前相比，它們的使用壽命更長，功率更大，成本降低了85%，成為推動智能手機和平板電腦內部功能越來越強大的主力軍。

但是安全性依然是一個問題，從特斯拉(TeslaInc.)汽車到波音公司(BoeingCo.)的夢幻客機以及三星電子(SamsungElectronicsCo.)的智能手機，電池一直是引起火災的罪魁禍首。

堀江英明說：從物理學角度來看，鋰電池是人類創造的最好的加熱器。

不過，樹脂電池在被刺破時具有防火性。在傳統電池中，一個刺孔會出現成百上千安培的電涌，是一般家庭電流的好幾倍。溫度會上升到700攝氏度。而APB的電池使用所謂的雙極設計，它消除了目前的電力瓶頸，并準許電池的整個表面吸收電涌，從而戒備了這種災難性的情況。

由于發生了很多事故，安全一直是行業內的頭等大事，WoodMackenzie儲能團隊高級分解師MitaleeGupta表示。倘若該公司能夠迅速張大規模，這關于存儲和電動車使用來說都是一個沖破。

不完美聚焦固定電池范疇

但是這項技術也不是沒有缺點。總部位于加利福尼亞的咨詢公司TotalBatteryConsultingInc.的總裁MenahemAnderman認為，聚合物的導電性不如金屬，這可能會嚴重影響電池的承載能力。

他表示，雙極設計的一個缺點是電池芯在電池中背對背連接，使對單個電池芯的控制變得困難。他還質疑節省下來的費用是不是足以與現有公司競爭。在將來15年或更長時間內，鋰離子液態電解質仍將是緊要使用，他說。

堀江英明承認，APB無法與那些已經投資數十億美元并從規模經濟中受益的電池巨頭競爭。APB不會將目光投向汽車行業的紅海，而是將業務重點放在建筑、辦公室和發電廠使用的固定電池上。

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