成本下降40%,日本京瓷2020年新电池开始大规模生产

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根据京瓷的说法,与现有锂电池相比,新型锂电池可将材料成本降低约40%,并将制造工艺缩短至三分之一。与全固态电池相比,它具有较少的技术问题,实现了高安全性和高密度,并且受到关注。

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京瓷公司将在不久的将来开始批量生产新型锂离子电池。该电池原则上不会引起任何事故,预计2020年开始量产。

京瓷表示,与现有锂电池相比,新锂电池可将材料成本降低约40%,并将制造工艺减少至三分之一。与全固态电池相比,它具有较少的技术问题,实现了高安全性和高密度,并且受到关注。在此之前,新电池可以提前开始批量生产。

对于这种新型电池,京瓷使用一种全新的糊状组合物,由电极和集电极(通常是金属片)组成。现有的粘贴包括

(1)活性物质(吸收和释放锂离子,有助于储存能量),

(2)使浆料更容易附着在金属箔上的粘合剂(粘合剂),

(3)使浆料更容易涂布的溶剂等。

另一方面,新电池不需要粘合剂和溶剂。现有的生产方法要求将通过液化粘合剂或溶剂获得的浆料施加到金属箔上,然后干燥,浆料的体积减小,并且浆料不能被厚涂覆。新型锂离子电池通过不使用粘合剂使浆料更厚来消除干燥过程。

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据电池开发商24M Technologies称(24M Technologies是一家半固体电池开发商。该公司目前正在开发和生产半固态锂离子电池。)该技术是新电池的底部,厚度为泥浆可以是300 - 500μm,约为现有电池的五倍(60 - 110μm)。

如果新电池使用与现有电池相同量的活性材料,则可以减少金属箔的量,从而降低材料成本并增加能量密度。该组件的能量密度比现有产品高三到四倍。

24M浆液含有电解质并且是粘性的。对于这种粘性泥浆,该公司称新电池为“粘土型”电池。

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通过改进设计提高安全性和可靠性

新电池功能

(1)改进设计以提高安全性和可靠性;

(2)能够将容量密度增加到现有电池无法达到的水平的技术特性。

(3)可以低成本回收稀有材料而不分解。

首先,为了确保高安全性和高可靠性,京瓷防止生产过程中的变化引起的缺陷。在传统锂离子电池的情况下,电解质和隔板夹在电极之间以构成电池。

在先前的生产中,用于构成电池的金属粉末在切割和焊接期间产生进入电池的金属粉末,或者由于电极位移而在正极和负极之间短路,引起火灾事故。

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这种新电池不需要切割金属,因为它使用的是先前已加工过的金属箔。在用塑料薄膜和袋密封单个电池之后进行电池的外部端子焊接。因此,焊接过程中产生的金属部件不能进入电池。同时,在密封单元之后将许多单元组合成一个模块。因此,处理模块的金属外壳时产生的金属片不会进入电池。

如果一个小型装置短路,它将被袋子材料隔热,不会影响其他电池。根据Kyocera的说法,电极通过袋加工与分离器固定在一起,几乎不会移位。

更多材料选择

可以实现500Wh/kg的容量密度

新电池有可能增加容量密度,因为它们可以选择比现有电池更多的电解质和活性材料。

就电解质而言,通过在正电极和负电极之间放置固体电解质,可以为正电极和负电极的每种活性材料选择合适的电解质。

在现有的锂离子电池中,注入电解质以填充正电极和负电极之间的空间。由于两个电极使用相同的电解质,因此不可能使用例如对正电极优异但对负电极具有副作用的材料。

另一方面,例如,对于新电池,可以使用仅适用于负电极的醚基材料和仅适用于正电极的氟基材料。

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新电池不使用粘合剂作为电解质。因此,可以使用活性材料在高电位下获得高能量密度以引发与粘合剂的反应。

此外,24M Technologies将采用以下技术

(1)使用高纯硅(Si)作为负极,以提高未来的容量

(2)用过量的锂浸渍电池,以应对因长期使用而导致的锂离子量减少。

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无损材料回收

这种新电池的材料易于回收利用。由于浆料不含粘合剂,因此浆料可以容易地与金属箔分离并作为生产过程中使用的原料回收。

在传统的锂离子电池中,干燥浆料难以与金属箔分离,并且需要将其分离成锂等。

在许多情况下,活性材料中的锂离子在使用后会减少。因此,24M Technologies正在开发一种在回收过程中添加锂离子的方法。

根据京瓷的说法,与现有锂电池相比,新型锂电池可将材料成本降低约40%,并将制造工艺缩短至三分之一。与全固态电池相比,它具有较少的技术问题,实现了高安全性和高密度,并且受到关注。

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京瓷公司将在不久的将来开始批量生产新型锂离子电池。该电池原则上不会引起任何事故,预计2020年开始量产。

京瓷表示,与现有锂电池相比,新锂电池可将材料成本降低约40%,并将制造工艺减少至三分之一。与全固态电池相比,它具有较少的技术问题,实现了高安全性和高密度,并且受到关注。在此之前,新电池可以提前开始批量生产。

对于这种新型电池,京瓷使用一种全新的糊状组合物,由电极和集电极(通常是金属片)组成。现有的粘贴包括

(1)活性物质(吸收和释放锂离子,有助于储存能量),

(2)使浆料更容易附着在金属箔上的粘合剂(粘合剂),

(3)使浆料更容易涂布的溶剂等。

另一方面,新电池不需要粘合剂和溶剂。现有的生产方法要求将通过液化粘合剂或溶剂获得的浆料施加到金属箔上,然后干燥,浆料的体积减小,并且浆料不能被厚涂覆。新型锂离子电池通过不使用粘合剂使浆料更厚来消除干燥过程。

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据电池开发商24M Technologies称(24M Technologies是一家半固体电池开发商。该公司目前正在开发和生产半固态锂离子电池。)该技术是新电池的底部,厚度为泥浆可以是300 - 500μm,约为现有电池的五倍(60 - 110μm)。

如果新电池使用与现有电池相同量的活性材料,则可以减少金属箔的量,从而降低材料成本并增加能量密度。该组件的能量密度比现有产品高三到四倍。

24M浆液含有电解质并且是粘性的。对于这种粘性泥浆,该公司称新电池为“粘土型”电池。

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通过改进设计提高安全性和可靠性

新电池功能

(1)改进设计以提高安全性和可靠性;

(2)能够将容量密度增加到现有电池无法达到的水平的技术特性。

(3)可以低成本回收稀有材料而不分解。

首先,为了确保高安全性和高可靠性,京瓷防止生产过程中的变化引起的缺陷。在传统锂离子电池的情况下,电解质和隔板夹在电极之间以构成电池。

在先前的生产中,用于构成电池的金属粉末在切割和焊接期间产生进入电池的金属粉末,或者由于电极位移而在正极和负极之间短路,引起火灾事故。

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这种新电池不需要切割金属,因为它使用的是先前已加工过的金属箔。在用塑料薄膜和袋密封单个电池之后进行电池的外部端子焊接。因此,焊接过程中产生的金属部件不能进入电池。同时,在密封单元之后将许多单元组合成一个模块。因此,处理模块的金属外壳时产生的金属片不会进入电池。

如果一个小型装置短路,它将被袋子材料隔热,不会影响其他电池。根据Kyocera的说法,电极通过袋加工与分离器固定在一起,几乎不会移位。

更多材料选择

可以实现500Wh/kg的容量密度

新电池有可能增加容量密度,因为它们可以选择比现有电池更多的电解质和活性材料。

就电解质而言,通过在正电极和负电极之间放置固体电解质,可以为正电极和负电极的每种活性材料选择合适的电解质。

在现有的锂离子电池中,注入电解质以填充正电极和负电极之间的空间。由于两个电极使用相同的电解质,因此不可能使用例如对正电极优异但对负电极具有副作用的材料。

另一方面,例如,对于新电池,可以使用仅适用于负电极的醚基材料和仅适用于正电极的氟基材料。

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新电池不使用粘合剂作为电解质。因此,可以使用活性材料在高电位下获得高能量密度以引发与粘合剂的反应。

此外,24M Technologies将采用以下技术

(1)使用高纯硅(Si)作为负极,以提高未来的容量

(2)用过量的锂浸渍电池,以应对因长期使用而导致的锂离子量减少。

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无损材料回收

这种新电池的材料易于回收利用。由于浆料不含粘合剂,因此浆料可以容易地与金属箔分离并作为生产过程中使用的原料回收。

在传统的锂离子电池中,干燥浆料难以与金属箔分离,并且需要将其分离成锂等。

在许多情况下,活性材料中的锂离子在使用后会减少。因此,24M Technologies正在开发一种在回收过程中添加锂离子的方法。