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面对宁德时代与LG化学 日本涌现出这些电池初创公司

盖世汽车 余秋云 2020-08-11 07:00:32
核心提示:面对来势汹汹的中国与韩国电池制造商,为了一较高下,日本出现了这些公司。

现在,从智能手机到无人机再到电动汽车,均可采用锂离子电池提供能源。据日本市场研究机构富士经济(Fuji Keizai)预计,今年全球新一代电池市场市值将达42亿日元(约合2.77亿元人民币),到2035年将达2.7万亿日元(约合1779.75亿元人民币)。

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(图片来源:AC Biode)

可充电电池一直是日本企业的一大强项,但近年来,该行业遇到了强大的中国和韩国竞争对手。比如,中国的宁德时代、日本的松下、韩国的LG化学分别位列汽车电池制造商前三名,而且LG化学还是欧洲汽车制造商的主要电池供应商。在此背景下,日本很多电池初创公司也涌现出来,致力于打造高性能电池组,与主要的电池制造商争夺市场份额。

3Dom——能量是锂离子电池两倍的锂金属电池

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(图片来源:3Dom)

3Dom是2014年从东京都立大学(Tokyo Metropolitan University)中衍生出来的电池初创公司。该公司原先只有一个人——东京都立大学的Kiyoshi Kanamura教授,他也是该公司的工程师。但之后,在新业务的吸引下,松下等大型家电公司和汽车制造商的工程师都聚集到Kiyoshi Kanamura教授的麾下。现在,3Dom已经有大约70名工程师,一半都是过去一年中新加入的。

3Dom的目标是在2022年将其锂金属电池实现商业化。该公司表示,其电池的能量是同等重量锂离子电池的两倍,而且其性能已经得到验证。此外,3Dom还表示,该电池可极大地增加电动汽车的续航里程。该家电池制造商希望有朝一日,其产品可为飞行汽车供电。

目前大多数锂离子电池的负极采用碳材料,但3Dom采用的是锂金属,优点在于可以很容易增加电池的储能能力,但是容易短路和起火。

起火是由于不均匀化学反应导致负极表面生长枝晶而引起,于是,该公司研发了一种分离装置,以控制枝晶。该分离装置有直径达几百纳米(一纳米是一米的十亿分之一)的球形孔,而且球形孔排列非常整齐且大小均匀,可使离子均匀流动,也可实现均匀的化学反应,从而限制了枝晶生长。该分离装置还由一种高耐热塑料——聚酰亚胺制成,即使在400摄氏度的高温下也不会燃烧。

目前,3Dom正在美国西雅图郊区生产锂离子电池,并计划明年在美国再建一家工厂,为新一代电池的生产做准备。

Azul Energy——将含铁黑色燃料作为催化剂提升金属空气电池性能

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(图片来源: Azul Energy )

与此同时,总部位于日本仙台市的初创公司Azul Energy关注的不是完整的电池,而是决定电池性能的材料。该公司由首席执行官Koju Ito、首席科学技术官Hiroshi Yabu以及Hiroya Abe博士于2019年联合创办。

Hiroshi Yabu是日本东北大学(Tohoku University)材料科学副教授,几年前受到学生一个评论的启发,认为有可能用颜料作为电池催化剂,尽管现在几乎没有颜料被用作电池催化剂。

Yabu教授专注于研发一种金属空气电池,此种电池利用空气中的氧气作为正极的反应材料,利用金属作为负极的反应材料。金属空气电池的储电量和放电量是锂离子电池的3倍到10倍,被认为是“终极电池。”

不过,金属空气电池只能输出少量电流,因此,尽管这种电池具有优异的充放电性能,但并不适用于电动汽车。目前,此类电池90%都应用于助听器。

当Yabu教授利用一种含铁黑色颜料作为催化剂取代传统的锰催化剂时,电流一度可增加20%至30%。他的目标是进一步提高电池的容量,以便可用于无人机。Azul公司计划采用此种催化剂,与一家电池制造商合作研发一款金属空气电池。

此外,Azul还邀请了日本精密化学制造、胶片、存储媒体和相机制造商富士胶片(Fujifilm)的工程师Koju Ito担任该公司的总裁和创始成员。

AC Biode——比锂离子电池续航长30%的AC电池

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(图片来源:AC Biode)

日本京都初创公司AC Biode成立于201年,专注于研发了采用交流电而不是直流电进行充放电的电池——AC电池。与外部的一个开关一起,该款电池能够利用一个电池和一个开关制造出交流电,且不考虑电极的数量。该公司表示,与尺寸类似的锂离子电池相比,此种电池的续航时间长30%。此外,该款电池可将逆变器和转换器的数量降至最低,因而可降低电池器件的成本;电池的使用寿命可增加2倍,还可与现有的电池材料和电池生产线兼容;而且无论是何种锂离子电池,铅酸还是全固态电池,都可以实现;极具灵活性,可利用交流电应用于现有的系统/基础设施,也容易转换为直流电。

2019年,该公司获得了荷兰公司InnoEnergy的资助,后者主要为创新能源研究项目提供资金援助。AC Biode表示,将于2021年中期,在无人机上首次试验该款电池。

Connexx Systems——Shuttle Battery比同等大小锂离子电池能量高4

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(图片来源: Connexx Systems )

总部位于日本京都府Seika县的初创公司Connexx Systems于2011年8月24日成立,正在研发Shuttle Battery电池,可通过混合氢气和氧气发电。该电池是一种结合固体氧化物燃料电池(SOFC)与铁-空气电池的蓄电池。燃料电池需要提供氢,Shuttle Battery就利用铁的氧化还原反应来制造氢,提供给燃料电池。从理论上看,与同等大小的锂离子电池相比,Shuttle Battery产生的能量要高出4倍。目前,该公司约有50名员工,希望能够在2022年将该电池实现商业化。

由于主流电池制造商和汽车制造商之间保持着强大的联系,初创公司要想打入汽车市场,其实并不容易。日本瑞穗实业银行(Mizuho Bank)密切关注电池市场的高级研究员Tang Jin就表示:“要想在竞争中生存下来,此类初创公司需要与主要电池制造商和客户合作,迅速扩大生产。” 例如,松下就在与日本汽车制造商丰田合作研发全固态电池,而且还与特斯拉一起运营电池工厂。

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本文地址:https://auto.gasgoo.com/news/202008/11I70204727C501.shtml

文章标签: 黑科技 前瞻技术 电池

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