京瓷株式會社(Kyocera Corp)將于近期開始批量生產(chǎn)一種新型鋰離子電池，這種電池原則上不會造成任何事故，預(yù)計2020年將開始大規(guī)模生產(chǎn)。

此前，媒體報道稱，位于美國馬薩諸塞州的半固態(tài)電池研發(fā)公司24M公司與日本京瓷達(dá)成一項(xiàng)協(xié)議，24M公司研發(fā)的鋰電池將用于京瓷公司儲能系統(tǒng)產(chǎn)線進(jìn)行試驗(yàn)。

京瓷公司總部位于日本京都，原本主營陶瓷產(chǎn)品以及高科技產(chǎn)品(其中包括太陽能產(chǎn)品)。京瓷公司正在建設(shè)針對住宅太陽能+儲能市場的電池廠，位于日本西部的大阪，預(yù)計2019年內(nèi)設(shè)立試制生產(chǎn)線，最快將在2020年度內(nèi)開始量產(chǎn)電池。

京瓷公司高級執(zhí)行官M(fèi)asahiro Inagaki表示，“我們認(rèn)為，24M公司開發(fā)的半固態(tài)電池技術(shù)是鋰離子電池制造的新興標(biāo)準(zhǔn)。而高效經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)鋰離子電池，可以我們擴(kuò)大在日本住宅太陽能+儲能市場的銷售規(guī)模。

京瓷表示，與現(xiàn)有的鋰電池相比，這種新型鋰電池可以降低約40%的材料成本，并將制造過程縮短至三分之一。與全固態(tài)電池相比，它的技術(shù)問題較少，實(shí)現(xiàn)了高安全性和高密度，正受到人們的關(guān)注。在此之前，新電池可以提前開始批量生產(chǎn)。

對于這種新型電池，京瓷采用了一種全新的漿料組成，它由一個電極和一個集電極(通常是金屬片)組成?，F(xiàn)有的漿料包括：

(1)活性物質(zhì)(吸收和排放鋰離子，有助于儲存能量)，

(2)使?jié){料更容易附著在金屬箔上的粘合劑(粘合劑)，

(3)使?jié){料更容易應(yīng)用的溶劑等。

另一方面，新電池不需要粘合劑和溶劑。現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝要求將粘結(jié)劑或溶劑液化后的漿液涂在金屬箔上，然后進(jìn)行干燥處理，漿液體積減小，漿液不能厚厚涂敷。新型鋰離子電池由于不使用粘結(jié)劑，可以使?jié){料涂得更厚，從而消除了干燥過程。

根據(jù)電池研發(fā)商24M Technologies公司表示(24M Technologies是一家半固態(tài)電池研發(fā)商。該公司目前致力于研發(fā)半固態(tài)鋰離子電池的研發(fā)和生產(chǎn)。)，其技術(shù)是新電池的電極厚度可以300 - 500μm,這是現(xiàn)有的電池電極(60 - 110μm)大約五倍。

如果新電池采用與現(xiàn)有電池相同數(shù)量的活性材料，就有可能減少金屬箔的數(shù)量，從而降低材料成本，提高能量密度。與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，該部件的能量密度高出三到四倍。

24M的電極含有電解質(zhì)，具有粘性。針對這種粘性電極，該公司將這種新型電池稱為“粘土型”電池。

通過改進(jìn)設(shè)計提高安全性、可靠性

新的電池特性

(1)提高安全性和可靠性的設(shè)計改進(jìn);

(2)能夠?qū)⑷萘棵芏忍岣叩浆F(xiàn)有電池?zé)o法實(shí)現(xiàn)的水平的技術(shù)特性。

(3)它能夠以低成本回收稀有材料而不分解它們。

首先，為了確保高安全性和高可靠性，京瓷防止了生產(chǎn)過程的變化造成缺陷。在現(xiàn)有鋰離子電池的情況下，電解液和隔膜夾在電極之間，構(gòu)成電池。

之前的生產(chǎn)當(dāng)中，用于構(gòu)成電池的金屬粉末在切割焊接時產(chǎn)生進(jìn)入電池的金屬粉末，或由于電極位移導(dǎo)致正負(fù)電極之間短路，引起火災(zāi)事故。

這種新電池不需要切割金屬，因?yàn)樗褂玫氖侵耙呀?jīng)加工過的金屬箔。該電池的外部端子焊接是在使用塑料薄膜和袋處理密封單個電池后進(jìn)行的。因此，焊接時產(chǎn)生的金屬件不能進(jìn)入電池。同時，許多單元在密封單元后被組合成一個模塊。因此，在加工模塊的金屬外殼時產(chǎn)生的金屬件也不進(jìn)入電池。

如果一個小的單位發(fā)生短路，它會被袋狀材料絕緣，不會影響其他細(xì)胞。據(jù)京瓷公司介紹，電極通過袋式加工與分離器固定在一起，幾乎不會移位。

更多的材料選擇 可能實(shí)現(xiàn)500Wh/kg的產(chǎn)能密度

新電池具有提高容量密度的潛力，因?yàn)樗軌驈谋痊F(xiàn)有電池更多的選項(xiàng)中選擇電解質(zhì)和活性材料。

電解質(zhì)方面，通過在正極和負(fù)極之間放置固體電解質(zhì)，可以為正極和負(fù)極的每一種活性材料選擇合適的電解質(zhì)。

在現(xiàn)有的鋰離子電池中，電解液被注入，以填充正極和負(fù)極之間的空間。因?yàn)閮煞N電極都使用相同的電解質(zhì)，所以不可能使用，例如，一種對正極極好但對負(fù)極產(chǎn)生副作用的材料。

另一方面，例如，對于新電池，可以使用只適合于負(fù)極的醚基材料和只適合于正極的氟基材料。

新電池不使用粘合劑作為電解質(zhì)。因此，有可能使用一種活性材料，在高電位下實(shí)現(xiàn)高能量密度，從而引發(fā)與粘結(jié)劑的反應(yīng)。

此外，24M Technologies公司將應(yīng)用以下技術(shù):

(1)用高純度硅(Si)作為負(fù)極的方法，以提高未來的容量

(2)用過量的鋰浸漬電池，以應(yīng)對鋰離子數(shù)量因長期使用而減少的現(xiàn)象。

無損耗物料回收

這種新電池的材料很容易回收。由于其漿料不含粘結(jié)劑，所以漿料可以很容易地從金屬箔中分離出來，并作為生產(chǎn)過程中使用的原材料進(jìn)行回收。

在現(xiàn)有的鋰離子電池中，干漿液很難從金屬箔中分離出來，有必要將其分離成鋰等。

在許多情況下，活性材料中的鋰離子在使用后會減少。因此，24M Technologies公司正在開發(fā)一種在回收時添加鋰離子的方法。