Japanische "Bemühungen" bei der Entwicklung von Festkörperbatterien

Die Japaner sind gespannt auf ein Comeback in Lithium.

Vor nicht allzu langer Zeit berichteten japanische Medien, dass das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie ab Mai dieses Jahres 1,6 Milliarden Yen beitragen wird. In den Vereinten Nationen entwickelten Toyota, Honda, Nissan, Panasonic, GS Yuasa, Toray, Xuhuacheng, Mitsui Chemical, Mitsubishi Chemical und andere große Autohersteller, Batterie- und Materialhersteller gemeinsam Festkörperbatterien.

Den Daten zufolge ist das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie dem japanischen Zentralministerium angeschlossen. Es ist hauptsächlich dafür verantwortlich, die Vitalität der Privatwirtschaft zu stärken, die reibungslose Entwicklung der Außenwirtschaftsbeziehungen sicherzustellen, die wirtschaftliche und industrielle Entwicklung sicherzustellen, die Versorgung mit Bodenschätzen und Energie stabil zu halten und die Effizienz aufrechtzuerhalten.

Die Entschlossenheit Japans, die beherrschende Höhe des Festkörperbatteriesektors zu erobern, zeigt sich im Aufstieg der Festkörperbatterien auf eine nationale strategische Höhe und in der Ansammlung der wichtigsten inländischen Kräfte der Industriekette. Die Rückeroberung des Marktanteils von von chinesischen und südkoreanischen Unternehmen beschlagnahmten Strombatterien wurde von den japanischen Medien als eines der Ziele der Regierung interpretiert, die Forschung und Entwicklung von Vollbatterien zu fördern.

Nach Angaben der Japan Economic News machten japanische Unternehmen 2013 rund 70 Prozent des weltweiten Anteils an Autobatterien aus, doch ihr Marktanteil ging 2016 aufgrund der Beschleunigung chinesischer und südkoreanischer Unternehmen auf 41 Prozent zurück.

Im Jahr 2013 waren Lithiumbatterien in der Tat die "Wasserscheide" für die Entwicklung von Lithiumbatterien. Zuvor wurden Lithiumbatterien hauptsächlich in der Unterhaltungselektronik eingesetzt. Der Markt war ausgereift und stabil. Seit 2013 nehmen neue Energiefahrzeuge weltweit rasant zu, und die energiebatterieindustrie ist leistungsfähiger als je zuvor.

Obwohl Japan (die weltweit erste Lithium-Ionen-Batterie wurde 1991 erstmals von Japans SONY-Unternehmen in Massenproduktion hergestellt), das den Startvorteil der Industrialisierung der Lithium-Energie-Technologie ausnutzt, hat es die Dividenden der Lithium-Energie-Industrie voll geteilt den Einfluss von Politik, Märkten und Entwicklungsstrategien. Unter dem Einfluss von Angesichts der heftigen Offensive aufstrebender chinesischer und koreanischer Batterieunternehmen ist es Japan erst in den letzten Jahren gelungen, eine passive Kontraktion im Bereich der Lithiumstromversorgung aufrechtzuerhalten.

Laut JFD-Daten ist der weltweite Marktanteil von Lithium in Japan im Jahr 2016 auf etwa 15% gesunken.

Offensichtlich ist diese Situation für die japanische Regierung und die japanischen Unternehmen nicht akzeptabel, und die Entwicklung fester Batterien, die als die nächste Generation von Batterien anerkannt sind, ist ein gebrochener Plan der japanischen Gesellschaft. Nach den Hinweisen des japanischen Layouts im Bereich der Festkörperbatterien ist es grundsätzlich sicher, dass dies keine "leere Waffe" sein wird.

Im Bereich der Festkörperbatterien wird Japan stabil bleiben und sich auf die Kerntechnologie des konsistenten Anzeigestils in vollen Zügen konzentrieren.

Vor der formellen Finanzierung erwog das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie, bei der Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) einen Antrag zu stellen, um die Entwicklung internationaler Standards zu fördern und die Dominanz globaler, in Fahrzeugen montierter Vollfestbatterien sicherzustellen .

Im April 2018 gaben das japanische Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie und die NEDO (Japan New Energy Industry Technology Comprehensive Development Agency) bekannt, dass sie es auf 2022 beschränken werden, um eine Bewertungsmethode für einen Test auf Lithiumbatterien zu formulieren, die internationalen Standards entspricht und Spezifikationen und formulieren gemeinsam ein Fahrzeug. Die internationale Standardisierungsstrategie für vollfeste Lithiumbatterien.

Neben dem auf der Ebene der Marktregeln zum Ausdruck gebrachten Superbewusstsein konzentrierten sich zahlreiche japanische Universitäten, Institutionen und Unternehmen auf die Forschung auf dem Gebiet der Festkörperbatterietechnologie, die Japan eine solide Stärke bei der Förderung der Industrialisierung bot von Festkörperbatterien.

Hochschulen / Institutionen

Im Jahr 2011 entwickelten Professor Takuno von der East University of Technology und andere Personen sowie Toyota Motor gemeinsam einen neuen Festelektrolyten und verbesserten anschließend das Material durch Ändern des Elementtyps. Im Jahr 2016 war die Ionenleitfähigkeit des Festelektrolyten mehr als doppelt so hoch wie die des organischen Elektrolyten. Die Batterieleistungsdichte beträgt mehr als das Dreifache. Nachdem der Prototyp einer festen Batterie im Labor 1000 Mal wiederholt geladen und entladen worden war, wurde die Kapazität kaum gedämpft.

Im Jahr 2014 verwendeten Prof. Yamada und andere Mitarbeiter der Universität Tokio einen hochkonzentrierten Elektrolyten, um die Ladezeit des Akkus auf 1/3 eines typischen Lithium-Ionen-Akkus zu reduzieren. Der 2017 entwickelte schwer brennbare dicke Elektrolyt verwendet das flammhemmende Trimethylphosphat als organisches Lösungsmittel. Wenn es auf 200 Grad Celsius erhitzt wird, erzeugt es eine Flamme, die die Flamme löschen kann und sogar ein Feuerlöschmittel für Lithium-Ionen-Batterien enthält.

Die Koji-Universität von Okayama, der Professor des Westens, hat erfolgreich eine positive Ladungsentladungs-positive Elektrode entwickelt. Durch Beschichten der Oberfläche des Partikels des positiven Elektrodenmaterials mit Titanen, die Titan und Ruthenium enthalten, kann die Testbatterie das Fünffache einer herkömmlichen Lithium-Ionen-Batterie betragen. Schnellladung

Darüber hinaus hat Takada Hiroshi, stellvertretender Direktor des National Materials Research Institute of Japan, ein neues Anodenmaterialsystem entwickelt, mit dem die Anodenkapazität auf das Zehnfache der vorhandenen Lithium-Ionen-Batterien erhöht werden kann. Die Batteriekapazität wird voraussichtlich steigen um etwa 50%.

Das führende Unternehmen für optisches Glas, Ohara Seisakusho (Mitsui), hat ebenfalls ein Glasadditivmaterial entwickelt, das die Kapazitätsreduzierung unter Bedingungen für schnelles Laden und niedrige Temperaturen unterdrücken kann - LICGC. Wenn LICGC in das positive Elektrodenmaterial der festen Batterie eingemischt wird, kann es schnell mit einer Geschwindigkeit entladen werden, die das Dreifache der Ladegeschwindigkeit der Batterie beträgt, was die Kapazität der gewöhnlichen Lithiumionenbatterie um etwa 40% erhöhen und um etwa etwa erhöhen kann 25% bei minus 20 ° C.

Toyota

Unter den japanischen Unternehmen gilt Toyota derzeit als eines der maßgeblichsten Unternehmen im Bereich Festkörperbatterien.

Bereits 2010 führte Toyota eine Festkörperbatterie aus Sulfid ein. Bis 2014 wurde berichtet, dass die Energiedichte der Toyota-Prototyp-Festkörperbatterie 400 Wh / kg erreicht hatte. Bis Februar 2017 haben Toyotas Patente für Festkörperbatterien 30 erreicht und liegen damit weit über denen anderer Unternehmen.

Im Oktober 2017 gab Toyota bekannt, dass mehr als 200 Mitarbeiter investiert werden, um die Entwicklung der Festkörperbatterietechnologie zu beschleunigen. Im Dezember desselben Jahres kündigte Toyota United Matsushita an, gemeinsam Vollbatterien zu entwickeln, um die Beliebtheit von Elektrofahrzeugen durch fortschrittliche Batterietechnologie zu fördern.

Im selben Monat gab Toyota erneut bekannt, dass die Einführung von 10 Elektrofahrzeugen im Jahr 2020 und die Vermarktung der nächsten Generation von Festkörperbatterien geplant ist. Die Nachricht wurde später von Shigeki Suzuki, Executive von Toyota Materials Engineering, bestätigt, gefolgt von der Nachricht, dass Toyota bis 2020 ausschließlich feste Batterien auf den Markt bringen wird.

TDK

TDK ist eine bekannte Marke der Elektronikindustrie in Japan. Es hat lange eine führende Position auf dem Gebiet der elektronischen Rohstoffe und Komponenten eingenommen. ATL, das den Chinesen bekannt ist, ist eine Tochtergesellschaft von TDK.

Im November 2017 gab TDK bekannt, dass es die weltweit erste vollkeramische Vollbatterie, CeraCharge, mit einer neuen Batteriegröße von 4,5 × 3,2 × 1,1 mm unter Verwendung der Small SMD-Technologie entwickelt hat. Die Nennspannung beträgt 1,4 V, die Kapazität beträgt 100 μAh und die Anzahl der Lade- und Entladezyklen kann das 1000-fache überschreiten. Es wird voraussichtlich im Frühjahr 2018 in Serie produziert.

Laut japanischen Medienberichten wird TDK in österreichischen Fabriken eine monatliche Produktion von 20.000 bis 30.000 CeraCharge erzielen.

Um den Massenproduktionsplan zu erreichen, plant TDK außerdem, zwischen 2018 und 2020 insgesamt 100 Milliarden Yen in Ausrüstungsinvestitionen zu investieren. Ziel ist es, den Umsatz mit Dünnschichtanwendungsprodukten einschließlich Lithium-Ionen-Batterien ab 2020 um 60% zu steigern 2016. Über 400 Milliarden Yen.

Murata Produktionsbüro

Murata Manufacturing Co., Ltd., ein japanischer Hersteller von Elektronikteilen, kündigte 2005 die Entwicklung von Lithium-Ionen-Sekundärbatterien mit hoher Leistung an. 2015 begann die Massenproduktion von kleinen Lithium-Ionen-Sekundärbatterien mit Lithiumtitanat.

Aufgrund des rückläufigen Umsatzes des ursprünglichen Hauptgeschäfts erzielte Murata Manufacturing Co., Ltd. im Jahr 2016 einen Preis von 17,5 Milliarden Yen und wurde in das Batteriegeschäft von Sony übertragen, nachdem Sony den weltweit ersten Lithium-Ionen-Akku auf den Markt gebracht hatte. Im Rahmen des Vertrags wird Sony die technische Stärke und Geschäftserfahrung, die es im Batteriegeschäft gesammelt hat, auf Murata übertragen.

Auf dieser Basis hat sich Murata zum Ziel gesetzt, das Geschäft mit Lithium-Ionen-Batterien weiter auszubauen. Nach dem Plan wird Murata Manufacturing Co., Ltd. um 2019 Festkörperbatterien auf den Markt bringen.

Darüber hinaus äußerten sich die japanischen Hersteller NGK, Mitsubishi Gas Chemistry, Toray, Panasonic, Sumitomo Chemical und andere Hersteller optimistisch über die Marktaussichten für Vollbatterien und beschleunigen die Entwicklung verwandter Materialien.

Mitsubishi Gas Chemistry beabsichtigt, bis 2020 Festelektrolyte für Vollfestbatterien zu entwickeln und so schnell wie möglich eine neue Generation von Batteriematerialien auf den Markt zu bringen.

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