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锂电池发明者:中国电动车市场、特斯拉是锂电池未来发展关键词

北极星储能网  来源:第一财经    2017/5/19 10:41:15  我要投稿  

北极星储能网讯:5月18~19日,2017第一财经技术与创新大会在上海中心举行。18日,锂电池的发明者旭化成株式会社顾问、技术研究组锂离子电池材料评价研究中心理事长吉野彰先生在会上发表演讲,分享了一些关于锂电池的发展现状和前景。

他提到,在1991年商品锂电池问世后,主要分为两个阶段,即1995进入的移动IT时代,以及2010年开始有的车载锂电池市场阶段。而到了2014年,锂电池市场20%的市场是车载用的电池。

与此同时,由于如今对于环保的要求越来越严格,各个国家、各个厂家都在销售电动汽车。而谈及今后锂电池会怎样地发展,他提到了4个关键词:

第一个就是“中国的EV泡沫,特别是e-BUS”,也就是中国的电动汽车市场今后的动向。第二个关键词是“US、EU的环保法规”。从2018年以后,欧美的环保法规越来越严,因此这也是一个很大的影响因素,会使电动汽车有一个很大的普及和发展。第三个关键词是特斯拉,这家公司今后怎样发展,对电动汽车的发展有很大的影响,对锂电池市场的发展也有很大的影响。最后一个关键词是“AGV”,也就是自动驾驶汽车,无人驾驶汽车的技术。

此外,在谈及锂电池的技术时,他认为,固体电解质电池的输出功率的特性是非常优越的,超过了液体电解质。第一没有溶剂化,第二个没有负离子,所以它的特性非常优异。作为一个新的技术,非常有潜力。

下附演讲全文:

吉野彰:大家早上好!我来自旭化成,我叫吉野彰。今天参加此次大会我表示非常荣幸,向大家表示感谢。

首先请允许我作一下介绍,另外再讲一下今天讲的内容。今天我要讲锂电池方面的一些内容,锂电池的研发是在1981年开始的,当时我33岁,现在的锂电池的形状是在5年之后,是1985年发明了现在的锂电池的形状。然后进行了各种各样的技术的开发,然后在1991年正式推出了商品锂电池。当时开发的锂电池并不好卖,有几年时间不好卖,有一天突然锂电池很好卖了,那是1995年的时候。1995年对于我们来说是非常重要的一年。进入移动IT的时代,锂电池一下就很好卖了。比如说手机还有平板电脑都要使用锂电池,那么整个世界走向了移动IT的时代,所以锂电池市场不断地扩大,有很大地增长。1995年对中国来说,是中国经济起飞的一年。那么进入移动IT的时代,整个世界也发生了变化,中国也产生了很多商业的机会,在座的各位很多都是从事于移动IT方面的工作。

那么锂电池在进入第二个时代以前,只用于移动IT的锂电池将会进入车载锂电池的时代,将会有更大的发展。锂电池通过了车载电池的发展也要进行更多技术的开发,今天我想讲一下锂电池方面的技术开发的内容。

首先要讲是车载锂电池市场的未来和现在市场的情况,还有将来锂电池会有怎样的发展,首先我要讲这方面的内容。第二点我要稍微介绍一些技术方面的内容,车载锂电池的市场不断地发展,技术也得到不断地开发,最近受到关注的一些技术,我要向各位作一个介绍。首先我作第一步介绍。

这张是锂电池销售的成绩,浅蓝色的是移动IT的时代,比如说手机、平板电脑等。是2010年开始的情况,在上面有红色的是车载锂电池的情况,这是车载电池销售的情况,刚才我们也讲到移动IT是1995年开始发展的一个市场,那么车载的锂电池的市场是从2010年开始的,2010年正式进入了电动汽车是由日本的日产汽车销售了第一台电动汽车,从2010年开始车载锂电池的市场不断地得到发展,我们再看一下2014年的车载电池的情况。最上面有两个颜色,比较浅的颜色是美国的特斯拉汽车使用的锂电池,大家请关注一下特斯拉这一电动汽车,它有18650EV这样的一种车载小型圆筒形的电池,大概他用了一万根这样电池。他的用途是车载的电池,原来是电脑用的电池,它把它改造成了车载用的电池,所以我们把18650EV的特斯拉电池与红豆色的大型车载电池进行区分。2014年时,它的市场已经占到了1/5,也就是锂电池市场里面20%的市场是车载用的电池。中国也一样,世界各国包括美国、欧洲都是一样,那么对于汽车的环保要求越来越严,所以要开发出更多的电动汽车,2018年以后,全球的汽车厂家都在销售电动汽车,是因为2018年以后环保要求更加严厉。(如图)这是2014年之前的情况,到了2015年突然出现很大的动向,那就是中国的情况,中国出现了电动汽车的情况,大家看一下最上面红色的部分,就是xEV,中国为了应对环境问题,积极导入了电动汽车,在中国出现了一个巨大的电动汽车市场。这是2015年出现的新的动向,这种趋势在去年2016年也持续不断。

为了应对2018年严厉的环保法规,各个国家、各个厂家都在销售电动汽车,今后锂电池会怎样地发展呢.虽然预测非常不容易,但是我觉得有4个关键词是非常有启发的。首先“中国的EV泡沫,特别是e-BUS”,就是中国的电动汽车市场今后的动向,中国的市场今后会怎样变化呢.这是一个很重要的关键词。第二个关键词是“US、EU的环保法规”,就是从2018年以后,欧美的环保法规越来越严。这也是一个很大的影响因素,那么会使电动汽车有一个很大的普及和发展。所以这是第二个关键词,第三个关键词就是特斯拉,这样一个新兴的汽车厂家在整个世界都成为一个很大的话题。特斯拉这样一个汽车厂家今后怎样发展,这对电动汽车的发展有很大的影响,对锂电池市场的发展也有很大的影响。最后一个关键词是“AGV”,大家可能没有听说过这样一个关键词,英语来说就是自动驾驶汽车,就是无人驾驶汽车,是一种新的技术。这种新的技术得到了应用,简称AGV,这是无人驾驶汽车。AGV就是说以前的汽车都是由人来驾驶的,今后就变成了机器人,没有驾驶员,今后有很多无人驾驶的汽车在道路上行驶。AGV还有另外一个名称是苹果谷歌汽车,为什么叫苹果谷歌汽车呢.以后有机会详细解说。

今后电动汽车有怎样的发展,我们可以以这四个关键词进行启发,虽然未来是一个未知数,但是AGV(无人驾驶技术)与锂电池有怎样的关联呢.会有怎样的进展,会有怎样的衍生产品呢.非常值得我们的关注。这是未来的汽车,经常在网络上会看到这样一些照片,这是Google和苹果公司开发的无人驾驶的汽车,我认为这些汽车得到普及以后,地球的环境也会有更大的改善。那么关于车载电池的情况,是刚才所说的一些内容,今后会有很大的变化,也会有更多的技术得到开发,也会有更多商业的机会,希望在座的各位能够有更多商业的机会。

下面稍微作一些技术方面的介绍。以前锂电池的一些常识、概念会被新的概念所取取代,有一些新概念的技术得到了开发,我会做这方面的讲解。这是电池的教科书方面所记载的一些内容,那么锂电池用电解液,电解液里面存在着锂离子,因为锂离子通过溶剂化,发生离子解离,出现离子传导性。电解质浓度升高就会发生粘度上升和汇合,使离子传导性下降。(如图)横轴是浓度,纵轴是离子传导性,离子是怎样进行传导的,与浓度有怎样的关系.浓度升高的话,粘度就会上升,最佳浓度是1mol/L。现在教科书都是这样说的,但是以前的常识最佳浓度为1摩尔,所以跟溶剂,通过溶剂化发生离子的解离是非常重要的,但是它也有一些不良的影响,锂离子插入反应时去溶剂化的过程是很大的抵抗因子,溶剂化是离子解离的正效应和去溶剂化的负效应的二律背反关系。溶剂化的不良影响对电解液的改良有很大的障碍,所以溶剂化有正面效果也有反面效果,这是以往的思路,现在有新的概念产生,大家可能也听说过,就是出现了固体电解质,以往都是电解液,这张图是2011年在一连串的事件中固体电解质有了很大的突破,固体电解质的离子传导率,已经提高到和电解液相同的水平,2011年,固体电解质的传导率已经和电解液一样的水平。

我们看一下它的载体数跟它的运动的速度,离子的传导率是等于载体数×离子的运动速度,这就是离子的传导率。大家看一下液体电解液载体速度是1,运动速度是1,传导率就是1。固体电解质有30个载体,运动速度只是1/30,离子传导速度也是1,也就是固体电解质和液体电解液的传导率是一样的。所以也就是说我们新研发出来的固体电解质与液体电解液是一样的离子传导率,也就是说将来可以用固体电解质来代替液体电解液。那么固体电解质里面,它的离子的移动速度还可以不断地提高,我们现在已经发现了固体电解质它的离子传导率已经是液体电解液的2.5倍,将来我们使用固体电解质它的离子传导率是相当于电解液的2.5倍,是一个非常有潜力的新的技术革新,是一个新的发现。

那么将来会是一个怎样的电池呢.这是固体电解质的一个输出特性,我们看一下这张图,最下面的紫色曲线是液体电解液的输出特性,在我们传导电流的时候会有怎样的输出特性.我们来看一下固体电解质已经大大超过了电解液,为什么会有这样的结果呢.刚才我们讲到有溶剂化的一个单词,那么我们使用固体电解质没有溶剂化的现象出现,所以这是一个非常重要的理由。另外第二个理由是迁移率,迁移率就是说正离子和负离子都各有怎样的作用呢.因为它没有负离子,那么在固体电解质里面没有负离子,所以那个负离子只有40%,所以说它的迁移率是等于1,另外固体电解质里面没有负离子产生的那些弊端,所以固体电解质电池的输出功率的特性是非常优越的,超过了液体电解质,它的原因第一没有溶剂化,第二个没有负离子,所以它的特性非常优异。我们有这样一个新的技术是非常有潜力的技术。

谢谢大家的聆听,谢谢!

原标题:锂电池发明者:中国电动车市场、特斯拉是锂电池未来发展关键词

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