5月18~19日,2017第一財經技術與創新大會在上海中心舉行。18日,鋰電池的發明者旭化成株式會社顧問、技術研究組鋰離子電池材料評價研究中心理事長吉野彰先生在會上發表演講,分享了一些關於鋰電池的發展現狀和前景。

他提到,在1991年商品鋰電池問世後,剛開始並不是很好賣, 不過隨著1995移動IT時代的到來,情況發生了好的轉變。進入2010年,開始有了車載鋰電池市場。而到了2014年,鋰電池市場20%的市場是車載用的電池。

與此同時,由於如今對於環保的要求越來越嚴格,各個國家、各個廠家都在銷售電動汽車。而談及今後鋰電池會怎樣地發展,他提到了4個關鍵詞:

第一個就是“中國的EV泡沫,特別是e-BUS”,也就是中國的電動汽車市場今後的動向。第二個關鍵詞是“US、EU的環保法規”。從2018年以後,歐美的環保法規越來越嚴,因此這也是一個很大的影響因素,會使電動汽車有一個很大的普及和發展。第三個關鍵詞是特斯拉,這家公司今後怎樣發展,對電動汽車的發展有很大的影響,對鋰電池市場的發展也有很大的影響。最後一個關鍵詞是“AGV”,也就是自動駕駛汽車,無人駕駛汽車的技術。

此外,在談及鋰電池的技術時,他認為,固體電解質電池的輸出功率的特性是非常優越的,超過了液體電解質。第一沒有溶劑化,第二個沒有負離子,所以它的特性非常優異。作為一個新的技術,非常有潛力。

 

下附演講全文:

吉野彰:大家早上好!我來自旭化成,我叫吉野彰。今天參加此次大會我表示非常榮幸,向大家表示感謝。

首先請允許我作一下介紹,另外再講一下今天講的內容。今天我要講鋰電池方面的一些內容,鋰電池的研發是在1981年開始的,當時我33歲,現在的鋰電池的形狀是在5年之後,是1985年發明了現在的鋰電池的形狀。然後進行了各種各樣的技術的開發,然後在1991年正式推出了商品鋰電池。當時開發的鋰電池並不好賣,有幾年時間不好賣,有一天突然鋰電池很好賣了,那是1995年的時候。1995年對於我們來說是非常重要的一年。進入移動IT的時代,鋰電池一下就很好賣了。比如說手機還有平板電腦都要使用鋰電池,那麽整個世界走向了移動IT的時代,所以鋰電池市場不斷地擴大,有很大地增長。1995年對中國來說,是中國經濟起飛的一年。那麽進入移動IT的時代,整個世界也發生了變化,中國也產生了很多商業的機會,在座的各位很多都是從事於移動IT方面的工作。

那麽鋰電池在進入第二個時代以前,只用於移動IT的鋰電池將會進入車載鋰電池的時代,將會有更大的發展。鋰電池通過了車載電池的發展也要進行更多技術的開發,今天我想講一下鋰電池方面的技術開發的內容。

首先要講是車載鋰電池市場的未來和現在市場的情況,還有將來鋰電池會有怎樣的發展,首先我要講這方面的內容。第二點我要稍微介紹一些技術方面的內容,車載鋰電池的市場不斷地發展,技術也得到不斷地開發,最近受到關註的一些技術,我要向各位作一個介紹。首先我作第一步介紹。

這張是鋰電池銷售的成績,淺藍色的是移動IT的時代,比如說手機、平板電腦等。是2010年開始的情況,在上面有紅色的是車載鋰電池的情況,這是車載電池銷售的情況,剛才我們也講到移動IT是1995年開始發展的一個市場,那麽車載的鋰電池的市場是從2010年開始的,2010年正式進入了電動汽車是由日本的日產汽車銷售了第一臺電動汽車,從2010年開始車載鋰電池的市場不斷地得到發展,我們再看一下2014年的車載電池的情況。最上面有兩個顏色,比較淺的顏色是美國的特斯拉汽車使用的鋰電池,大家請關註一下特斯拉這一電動汽車,它有18650EV這樣的一種車載小型圓筒形的電池,大概他用了一萬根這樣電池。他的用途是車載的電池,原來是電腦用的電池,它把它改造成了車載用的電池,所以我們把18650EV的特斯拉電池與紅豆色的大型車載電池進行區分。2014年時,它的市場已經占到了1/5,也就是鋰電池市場里面20%的市場是車載用的電池。中國也一樣,世界各國包括美國、歐洲都是一樣,那麽對於汽車的環保要求越來越嚴,所以要開發出更多的電動汽車,2018年以後,全球的汽車廠家都在銷售電動汽車,是因為2018年以後環保要求更加嚴厲。(如圖)這是2014年之前的情況,到了2015年突然出現很大的動向,那就是中國的情況,中國出現了電動汽車的情況,大家看一下最上面紅色的部分,就是xEV,中國為了應對環境問題,積極導入了電動汽車,在中國出現了一個巨大的電動汽車市場。這是2015年出現的新的動向,這種趨勢在去年2016年也持續不斷。

為了應對2018年嚴厲的環保法規,各個國家、各個廠家都在銷售電動汽車,今後鋰電池會怎樣地發展呢?雖然預測非常不容易,但是我覺得有4個關鍵詞是非常有啟發的。首先“中國的EV泡沫,特別是e-BUS”,就是中國的電動汽車市場今後的動向,中國的市場今後會怎樣變化呢?這是一個很重要的關鍵詞。第二個關鍵詞是“US、EU的環保法規”,就是從2018年以後,歐美的環保法規越來越嚴。這也是一個很大的影響因素,那麽會使電動汽車有一個很大的普及和發展。所以這是第二個關鍵詞,第三個關鍵詞就是特斯拉,這樣一個新興的汽車廠家在整個世界都成為一個很大的話題。特斯拉這樣一個汽車廠家今後怎樣發展,這對電動汽車的發展有很大的影響,對鋰電池市場的發展也有很大的影響。最後一個關鍵詞是“AGV”,大家可能沒有聽說過這樣一個關鍵詞,英語來說就是自動駕駛汽車,就是無人駕駛汽車,是一種新的技術。這種新的技術得到了應用,簡稱AGV,這是無人駕駛汽車。AGV就是說以前的汽車都是由人來駕駛的,今後就變成了機器人,沒有駕駛員,今後有很多無人駕駛的汽車在道路上行駛。AGV還有另外一個名稱是蘋果谷歌汽車,為什麽叫蘋果谷歌汽車呢?以後有機會詳細解說。

今後電動汽車有怎樣的發展,我們可以以這四個關鍵詞進行啟發,雖然未來是一個未知數,但是AGV(無人駕駛技術)與鋰電池有怎樣的關聯呢?會有怎樣的進展,會有怎樣的衍生產品呢?非常值得我們的關註。這是未來的汽車,經常在網絡上會看到這樣一些照片,這是Google和蘋果公司開發的無人駕駛的汽車,我認為這些汽車得到普及以後,地球的環境也會有更大的改善。那麽關於車載電池的情況,是剛才所說的一些內容,今後會有很大的變化,也會有更多的技術得到開發,也會有更多商業的機會,希望在座的各位能夠有更多商業的機會。

下面稍微作一些技術方面的介紹。以前鋰電池的一些常識、概念會被新的概念所取取代,有一些新概念的技術得到了開發,我會做這方面的講解。這是電池的教科書方面所記載的一些內容,那麽鋰電池用電解液,電解液里面存在著鋰離子,因為鋰離子通過溶劑化,發生離子解離,出現離子傳導性。電解質濃度升高就會發生粘度上升和匯合,使離子傳導性下降。(如圖)橫軸是濃度,縱軸是離子傳導性,離子是怎樣進行傳導的,與濃度有怎樣的關系?濃度升高的話,粘度就會上升,最佳濃度是1mol/L。現在教科書都是這樣說的,但是以前的常識最佳濃度為1摩爾,所以跟溶劑,通過溶劑化發生離子的解離是非常重要的,但是它也有一些不良的影響,鋰離子插入反應時去溶劑化的過程是很大的抵抗因子,溶劑化是離子解離的正效應和去溶劑化的負效應的二律背反關系。溶劑化的不良影響對電解液的改良有很大的障礙,所以溶劑化有正面效果也有反面效果,這是以往的思路,現在有新的概念產生,大家可能也聽說過,就是出現了固體電解質,以往都是電解液,這張圖是2011年在一連串的事件中固體電解質有了很大的突破,固體電解質的離子傳導率,已經提高到和電解液相同的水平,2011年,固體電解質的傳導率已經和電解液一樣的水平。

我們看一下它的載體數跟它的運動的速度,離子的傳導率是等於載體數×離子的運動速度,這就是離子的傳導率。大家看一下液體電解液載體速度是1,運動速度是1,傳導率就是1。固體電解質有30個載體,運動速度只是1/30,離子傳導速度也是1,也就是固體電解質和液體電解液的傳導率是一樣的。所以也就是說我們新研發出來的固體電解質與液體電解液是一樣的離子傳導率,也就是說將來可以用固體電解質來代替液體電解液。那麽固體電解質里面,它的離子的移動速度還可以不斷地提高,我們現在已經發現了固體電解質它的離子傳導率已經是液體電解液的2.5倍,將來我們使用固體電解質它的離子傳導率是相當於電解液的2.5倍,是一個非常有潛力的新的技術革新,是一個新的發現。

那麽將來會是一個怎樣的電池呢?這是固體電解質的一個輸出特性,我們看一下這張圖,最下面的紫色曲線是液體電解液的輸出特性,在我們傳導電流的時候會有怎樣的輸出特性?我們來看一下固體電解質已經大大超過了電解液,為什麽會有這樣的結果呢?剛才我們講到有溶劑化的一個單詞,那麽我們使用固體電解質沒有溶劑化的現象出現,所以這是一個非常重要的理由。另外第二個理由是遷移率,遷移率就是說正離子和負離子都各有怎樣的作用呢?因為它沒有負離子,那麽在固體電解質里面沒有負離子,所以那個負離子只有40%,所以說它的遷移率是等於1,另外固體電解質里面沒有負離子產生的那些弊端,所以固體電解質電池的輸出功率的特性是非常優越的,超過了液體電解質,它的原因第一沒有溶劑化,第二個沒有負離子,所以它的特性非常優異。我們有這樣一個新的技術是非常有潛力的技術。

謝謝大家的聆聽,謝謝!

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