【原创】扒一扒日本锂离子电池材料评估研究中心 (LIBTEC)


来源:中国粉体网   长安

[导读]  在经济产业省、新能源与产业技术开发机构(NEDO)和产业技术综合研究所(AIST)的支持下,2010年4月,日本的一些电池材料制造商接受了NEDO的资助项目:"下一代蓄电池材料评估技术开发"。而这些电池材料制造商联合起来,形成了最早的锂离子电池材料评估研究中心(LIBTEC)。

中国粉体网讯  据早先共同社2020年2月12日电–不易起火又能迅速充电,装到电动汽车(EV)上,一次充电可以从东京开到九州,关于全固态电池的研发尝试正在日本关西地区推进。总部位于大阪府池田市的“锂离子电池材料评估研究中心(LIBTEC)”发起一个项目,力争到2023年4月完成面向EV的全固态电池试制品。


参与该项目的有丰田、松下和旭化成等汽车、电池和材料领域具有代表性的24家日本企业和机构。日本政府早在2018年,计划自2018年5月起向LIBTEC支援16亿日元,各界联合,共同推进固态电池的研究开发。


本篇就来扒一扒报道中的这个所谓的“LIBTEC”。


LIBTEC


协会成立背景


说到LIBTEC的成立背景,则不得不说一下日本的产官学合作体制。


在日本的产官学合作体制中,政府处于主导地位,依据相关法规,政府和民间成立一些科技中介机构,在科研成果和企业间牵线搭桥。独立行政法人科学技术振兴机构和独立行政法人新能源产业技术综合开发机构,是分别隶属于文部科学省和经济产业省的科技中介机构,它们通过公开募集的方式,委托企业完成各项新技术开发,并提供所需的研发费用,研发成果归国家所有,参与的企业享有优先使用权。


在经济产业省、新能源与产业技术开发机构(NEDO)和产业技术综合研究所(AIST)的支持下,2010年4月,日本的一些电池材料制造商接受了NEDO的资助项目:"下一代蓄电池材料评估技术开发"。而这些电池材料制造商联合起来,形成了最早的锂离子电池材料评估研究中心(LIBTEC)。


最开始的时候,LIBTEC主要成员是与锂离子电池材料相关的日本国内公司。由于各材料制造商很难依靠自己进行电池的材料研究和开发,因此协会最初成立的目的是对各公司开发的材料进行共同评估。顺带说一下,LIBTEC的理事长正是因研发锂离子电池而获得诺贝尔化学奖的吉野彰。


吉野彰


协会成员构成


随着丰田等车企的加入,虽然文章开头的固态电池项目由24个成员发起,但LIBTEC协会目前实际上一共有35个成员。


▲材料企业:旭化成株式会社、出光兴产株式会社、大阪苏打株式会社、有机公司、关西涂料有限公司、库拉雷有限公司、GSYUASA株式会社、JSR株式会社、住友化学株式会社、住友金属矿业株式会社、DNP株式会社、东亚合成株式会社、东丽株式会社、凸版印刷有限公司、日产化学株式会社、日本催化剂株式会社、三井化学株式会社、三井金属矿业株式会社、三菱化学株式会社


▲汽车企业:丰田汽车公司、大发工业株式会社、日产汽车公司、本田技术研究所、马自达汽车公司、雅马哈汽车有限公司


▲电池企业:松下、日本汽车能源公司、蓝天科技有限公司、McCell


▲工艺设备:小松制造株式会社、日立电机株式会社、富士胶片株式会社、HORIBA株式会社、村田制造所


▲研究机构:产业技术综合研究所(AIST)


实现全固态电池实用化的技术还有待开发,LIBTEC在促进其开发过程中,会根据各方的立场、特征以及长处制定具体措施,汇集各成员的力量。


当然,在开发过程中,在某些方面,部分企业也会存在竞争,因此LIBTEC需要打造一个”合作区“,作为合作的共同基础,这也是LIBTEC之所以存在的意义;除此之外的领域则由各方自由竞争。


LIBTEC中,研发成员有各家企业派遣的研究员和LIBTEC的职员,共计约60人。大约每两年各协会成员会更换一次派遣人员,人员的流动一定程度上扩大了各协会成员的人际关系网。作为LIBTEC的理事长,吉野彰会对年轻研究员进行指导并提出建议。


协会业务构成


LIBTEC协会目前业务主要分两大板块:独立业务和委托业务。


独立业务


自2015年以来,LIBTEC以自2010年成立以来积累的电池材料评估业务为平台,开展独特的自主业务。


(1)协会成员材料评估


(2)在协会成员内部生产和提供评估电极和电池


(3)为协会成员的研究提供设施、设备、工具等


(4)资讯服务:促进协作,提供设施和人员支持


(5)技术人员培训:电池技术基础学习、LIB电池制作/评估实践


既然协会的名字叫做”锂离子电池材料评估研究中心“,则不得不说一下协会的材料评估流程。

通常是协会成员先提交评估材料(材料组成)→协会制定评估计划(试做式样书、评估手册)→电池试做→电池评估(分析报告)→判断(之后会将整个评估过程中的文件及试做电池提交给协会成员)


委托业务


(1)下一代蓄电池材料评估技术开发(2010-2014财年)


(2)先进/创新蓄电池材料评估技术开发(第一阶段)(2013-2017财年)


在第一阶段中,LIBTEC的研究旨在随着先进锂离子电池和创新蓄电池的技术进步,建立材料评估技术(标准电池型号规格、生产方法、性能评估条件、程序等),作为行业通用指标。通过促进国内材料制造商的快速新材料提案和国内电池制造商的开发效率的提高,实现高性能、低成本蓄电池的早期实际应用。


建立的材料评估技术:


PJ-1高电位正极(LNMO)电池


PJ-2高容量正极(锂过量固溶体)电池


PJ-3高容量负极(Si系材料和与其组合厚膜正极)电池


PJ-4阻燃电解质(4.5VLCO/石墨电池,可进行高压安全评估)


PJ-5硫化物系统全固态电池


先进/创新蓄电池材料评估技术开发(第一阶段)中材料评估的电池类型


(3)先进/创新蓄电池材料评估技术开发(第二阶段)(2018-2022财年)


先进/创新蓄电池材料评估技术开发(第二阶段)的研究宗旨为开发具有全固态LIB的高性能电动汽车,LIBTEC为此注册了相关商标。



在新能源和工业技术开发组织(NEDO)的设想中,第一代全固态LIB将采用锂离子导电硫化物固体电解质,预计从2020年代末开始,该电池将成为汽车蓄电池市场的主流。为此,LIBTEC将利用现有材料,提高电池性能并进行连续生产工艺的开发,最终实现450Wh/L电池的连续生产。


下一代全固态LIB将应用高锂离子导电硫化物固体电解质或化学稳定性高的氧化物固体电解质,预计从2030年初开始,该电解质将成为汽车电池市场的主流。为此,LIBTEC将与科研机构合作,通过提高材料容量来实现电池的更高能量密度。


车载电池发展技术设想


协会发展目标


LIBTEC期望2025年前,通过项目实现高功率、较长续航里程(550km)的电池组技术;到2030年争取将续航里程提升至800km,并且设计灵活性、阻燃性能优异,适用温度范围广。


参考来源:

Aipatent、日经中文网、LIBTEC官网


(中国粉体网编辑整理/长安)

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作者:长安

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