電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
堀江英明的創新是用樹脂結構取代電池的基本組件——金屬內襯電極和液體電解質。他說，這種辦法極大地簡化和加快了制造過程，就像“烤面包涂黃油”相同簡單。
鋰電池在科技世界中扮演著核心角色，為從智能手機到電動車的無數產品供應動力。而在電動車市場，車用鋰電池的成本成為妨礙市場普及的最后一個重大障礙。據外媒最新消息，一位曾經推動了鋰電池商業化的資深人士最近宣布，他有方法將鋰電池量產的加工成本降低90%，并顯著提高它們的安全性。
據國外媒體報道，曾經在日本日產汽車公司工作過的工程師堀江英明于2018年成立了總部位于東京的APB公司，加工“全聚合物電池”（公司名字來自于這種產品）。
今年早些時候，該公司得到了一批日本大公司的支持，其中包括總承包商大林公司、工業設備制造商橫河電機公司和碳纖維制造商帝人有限公司。
“今朝制造鋰電池的問題是它的制造工藝有點像半導體，”堀江在一次采訪中說。“我們的目標是讓它更像鋼鐵加工。”
電池包的基本單元是電池，制造每一個電池是一個復雜的過程，要潔凈室條件——用氣閘控制空氣濕度、繼續的空氣過濾和精確的工藝來戒備高活性材料的污染。這種廠條件可能非常昂貴，以至于像韓國LG化學有限公司、我國寧德時代公司和日本松下公司這樣的幾家優秀公司往往花費數十億美元來建造一個適宜的鋰電池廠。
堀江英明的創新是用樹脂結構取代電池的基本組件——金屬內襯電極和液體電解質。他說，這種辦法極大地簡化和加快了制造過程，就像“烤面包涂黃油”相同簡單。他解析說，新工藝準許10米長的電池板像坐墊相同疊在一起，以新增容量。緊要的是，樹脂電池在被鋰電池內部隔膜刺穿時也能戒備發生燃燒。
今年三月，APB公司籌集了80億日元(合7400萬美元)，以更廣泛的行業標準來看，這筆融資是微不足道的，但足以讓一家廠為定于明年開始的大規模加工做好充足準備。
堀江英明估計，到2023年，這筆資金將使他在日本中部的廠達到1吉瓦時的鋰電池產量。
自從約莫30年前鋰電池首次商業化以來，它們已經走過了漫長的道路。與10年前相比，今天的鋰電池的壽命更長，存儲的電能更高、成本降低了85%，是推動智能手機和平板電腦發展的主力。
然而，鋰電池的安全依然是一個問題，從特斯拉公司的汽車到波音公司的夢想客機，再到三星電子公司的智能手機，鋰電池一直是一些火災的原由。
“從物理學的角度來看，鋰電池是人類創造的最好的加熱器，”堀江英明說。
在傳統的鋰電池，電極之間的隔膜被刺穿可以出現數百安培的電流，是一般家庭電流的幾倍。溫度可以高達700攝氏度。APB的電池通過使用所謂的雙極設計戒備了這種災難性的情況，消除了目前的電源瓶頸，并準許電池的整個表面吸收急速新增的電流。
伍德麥肯齊公司能源存儲高級分解師米塔利·古普塔說:“由于事故太多，安全一直是鋰電池業界的頭等大事，堀江英明的發明可能是電能存儲和電動車使用的一個沖破，前提是該公司能夠迅速張大加工規模。”
但是這項技術也不是沒有缺點。總部位于加州的道達爾電池咨詢公司(TotalBatteryConsultingInc.)總裁梅納姆·安德森(MenahemAnderman)表示，聚合物的導電性不如金屬，這可能會顯著影響電池的承載能力。安德森說，雙極設計的一個缺點是電池串聯連接，難以控制單個電池。他還質疑成本節約是不是足以與現有的一些技術競爭。
“資本并沒有降低鋰電池的成本，”安德森說。“在將來15年或更長時間內，液態電解質鋰離子仍將是緊要使用。它不完美，也不便宜，但是這種技術鋰電池會逐步改進。”
堀江英明承認，APB無法與鋰電池巨頭競爭（一些行業巨頭在投資數十億美元后已經從規模經濟中受益）。APB不會瞄準汽車行業的“紅海”，而是首先關注建筑、辦公室和發電廠中使用的固定電池。
依據伍德麥肯齊公司的估計，到2025年，全球固定位置鋰電池市場的價值將達到1000億美元，是去年的五倍多。其中美國和我國將成為能源儲存鋰電池需求上升的緊要來源。在此期間，美國的能源儲存需求可能會上升10倍，達到70億美元。
日產起步
今年63歲的堀江從鋰電池技術的早期就涉足了這一范疇。1990年二月，在日產公司工作的早期，他開始了對電動和混合動力汽車的初步研究。幾周后，索尼公司宣布了一項鋰離子替代品商業化的計劃，震驚了押注鎳氫電池技術的行業。堀江英明表示，他立即看到了希望，并在同一年推動兩家公司聯合研究。
然而，到了2000年，被法國雷諾公司拯救的日產放棄了電池業務。堀江有一次機會讓他的新老板卡洛斯·戈恩相信電動車是一個有前景的市場。在28分鐘的演講后，分明興奮的戈恩宣布堀江的工作是一項緊要的投資，并為項目開了綠燈。隨后，日產的聆風將成為有史以來最暢銷的電動車（資歷老于特斯拉的Model3）。
堀江在日產公司還在的時候就提出了全聚合物電池的想法，但是沒能得到機構的支持來實現。2012年，當他在東京大學教書時，三洋化學工業有限公司找到了他，該公司以尿布中使用的超吸收材料而聞名。雙方一起開發了世界上第一個使用導電凝膠聚合物的電池。2018年，堀江創辦了APB公司，三洋化學成為他的早期投資者之一。
堀江說，APB公司已經找到了第一個客戶——一家大型日本公司，其小眾和高附加值產品緊要銷往海外。他拒絕透露更多細節，并表示APB公司計劃最早在八月份宣布這一消息。
“這將證明我們的電池可以大規模加工，”堀江英明說。，“電池制造商已經變成了組裝商。我們正在讓化學重新成為主角。”
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