为了减少稀有金属的使用量|日本电气硝子将开发“全固态钠离子电池”

为了减少稀有金属的使用量 , 电池厂商和汽车厂商正在加快新一代电池的开发 。 松下在不使用钴的高容量电池的实用化方面拿出时间表 , 全球最大的车载电池企业中国宁德时代新能源科技(CATL)则积极开发使用容易采购的钠的电池 。
宁德时代积极发展锂离子电池
作为钠离子电池 , 这是现阶段世界最高水平——宁德时代的研发部门高管在2021年7月底召开的发布会上这样强调 。 钠离子电池通过钠离子在电极之间移动进行充放电 。 作为锂的替代 , 将采用能从海水中提取的廉价的钠 。
宁德时代计划2023年实现实用化 。 每公斤的容量现在为160瓦时 , 但今后将增至200瓦时 。 虽然容量小于锂离子电池 , 但东京大学的山田淳夫教授说:“除了可实现快速充电等优点之外 , 还有望降低成本” 。
为了减少稀有金属的使用量|日本电气硝子将开发“全固态钠离子电池”
文章图片
宁德时代还将积极确保稀有金属 。 除了有意收购从事锂开发的加拿大企业之外 , 4月宣布向在刚果民主共和国拥有钴矿山权益的中国企业出资 , 还决定投资澳大利亚的锂资源企业PilbaraMineralsLimited 。 美国特斯拉则在美国内华达州取得包含锂的粘土矿床的权益 , 韩国现代汽车和LG化学将在镍生产国印度尼西亚新建电池工厂 , 世界级大型企业都在积极采取行动 。
“不买矿”的松下不使用钴也能实现高容量
另一方面 , 松下则与投资矿山权益保持距离 。 松下一位高管表示 , “不会购买‘矿山’ , 因为曾在硅矿山上吃了大亏” 。 过去松下旗下的原三洋电机 , 由于太阳能电池材料的硅供不应求 , 签署了长期购买合同 , 但随后行情下降 , 偏高的采购价格挤压了盈利 。 如果稀有金属降价 , 将面临权益的价值缩水风险 。
松下积极开发的是不使用钴的独特的高容量电池 , 计划2~3年后投入市场 。 松下电池业务的高层只信一生表示 , “技术开发已经完成 , 只要有客户需要 , 即可启动量产” 。
丰田和日产汽车将开发把电解液改为固体的“全固态电池” 。 由于安全性提高 , 还能使用减少钴的正极材料等难以加工的零部件 。 如果实现大容量化 , 还将减少单位容量的稀有金属使用量 。
“力争2028年投入市场 , 正在自主开发全固态电池” , 日产社长兼CEO内田诚在11月29日召开的说明会上如此表示 。 日产计划投入总额2万亿日元 , 在2030年度之前推出15款纯电动汽车 , 将全固态电池定位为王牌 。
不过 , 从全固态电池来看 , 电阻在电极和电解质的交界处变大和制造工序仍未确定等课题很多 , 东京大学的山田淳夫教授指出 , “实用化仍需要较长时间” 。 松下的只信一生也表示 , “全固态电池将推进基础研究 , 但首先将专注于(现有的)液态电池的发展” 。
其他行业的企业也已涉足新一代电池开发 。 日本电气硝子将开发“全固态钠离子电池” 。 充放电的机制与宁德时代的钠离子电池相同 , 但改为全固态电池 , 将提高安全性 。 11月18日宣布开发出了负极材料 , 随后股价一度较前一日上涨10% , 涨至3010日元 。
日本制纸则力争推进“木质电池”的实用化 。 利用从造纸原料纸浆中提取的纤维表面凹凸吸附电子这一性质 , 进行充放电 。 将到2030年面向智能手机等实现实用化 , 还将应用于纯电动汽车 。
稳定采购比容量更重要 , 特斯拉和比亚迪瞄准磷酸铁锂电池
“标准续航距离的车型将全部转向铁类正极” , 美国特斯拉的首席执行官埃隆·马斯克在10月的股东大会上如此表示 。 铁类正极指的是将锂、铁和磷作为材料的正极 , 被称为“磷酸铁(LFP)” 。 电池的容量变小 , 但不使用钴 , 价格低廉 。 虽然略微逊色于面向充电一次能行驶较长距离的电池的镍类正极 , 但由于资源价格走高而正在提高存在感 。