商業化之路早于鋰空氣電池豐田發力全固態鋰電池

與其他許多車企一樣，豐田也在鋰空氣電池上投入了大量研發精力。工程師追求更高的能量密度從而讓電動車能夠跑得更遠。

在2014鋰電池國際會議(InternationalMeetingonLithiumBatteries)上，豐田電池研究業務部的HidekiIba博士與豐田歐洲先進技術小組的ChihiroYada博士指出，若克服各項技術障礙，鋰空氣電池要到2030年才能真正商業化。

在開發鋰空氣電池技術的同時，豐田也在開發全固態電池，目前其實驗中的原型產品可達到400瓦時/升的體積能量密度。兩位專家對該類電池技術也作出了預測，在克服技術障礙的前提下，全固態電池可在2025年實現商業化，比鋰空氣電池早5年。

全固態電池具有能量密度大和額定功率高的特點，使它具有很大的發展潛力。經驗證全固態電池放電率可達到50C。

相比傳統鋰電池，全固態電池除了體積能量密度較高之外，還具有以下優勢：

1、封裝效率更高。全固態電池設計可支持串行疊加排列(in-seriesstacking)和雙極結構(bi-polarstructure)。緊密的排列可減少電池組中無效空間(deadspace)的體積。

2、更安全。全固態電池不會有電解液泄漏的隱患，并且它的不易燃物性和無機電解質使其熱穩定性更強。

3、更長的使用壽命。

“全固態電池在先前一段時間面臨的技術障礙是功率密度不夠高。原因在于電池陰極和固態電解質之間的轉移電阻過高”Yada和Brasse兩位研究者如是說。因此，全固態電池開發過程中的主要任務就是提高它的功率密度。

研究者從以下3個方面對其功率密度進行改進：

1、開發能夠更易傳導鋰離子的固態電解質。可以采用氧化物、硫化物、氮化物作為固態電解質材料。硫化物電解質可以提供更高的離子傳導性，例如Li10GeP2S12化合物的離子傳導率可達0.012西門子/厘米。

德國馬普研究所(MaxPlanckInstitute)研究者近期則開發出2種具有超高傳導率的固態鋰電解質，分別為Li10SnP2S12與Li11Si2PS12，它們均具有極強的鋰離子擴散性。化合物中的硅元素使這兩種化合物的鋰傳導率甚至超過了上述Li10GeP2S12化合物。

2、改善電解質與電極間的界面物質，降低轉移電阻。Yada和Brasse指出：“固態電池中電解質與電極間界面電阻高的問題可通過設計來彌補，這在下一代電池設計中顯得尤為重要。”

在2014鋰電池國際會議的一篇獨立論文中，Yada與他亥姆霍茲研究所(HelmholtzInstituteUlm)以及德國特種太空中心(GermanAerospaceCentre)的同事提出了一個固態電解質數字模型，希望基于該模型對活躍電子和電解質邊界的空間電荷區域獲得更多的了解。

3、提升活性材料中鋰離子的傳導性。在理想狀態下，能量密度高的電池中電解質層很薄，電極層很厚，并且全都圍繞在活性材料周圍。為了滿足下一代電池的技術要求，研究者必須改進電極活性材料的傳導性。

Yada和Brasse指出，雖然全固態鋰電池的“歷史”并不短，但行業內仍將認為它是一種全新的電池技術。然而，仍然有許多技術障礙待克服。通過分析調整電極與電解質界面層的納米結構將成為全固態鋰電池突破的關鍵點。

日產電池分析技術揭秘：鋰電池容量壽命靠它？

在年初日產對外宣布，正在開發一項新的電池分析技術，利用該技術可直接觀察鋰離子電池充放電時正極材料中的電子運動。從而進一步研究和設計電池材料，研發出容量更高、壽命更長的電池。

據悉這能將現款電動車的續航能力最高提升100%。而即將迎來換代的日產聆風(LEAF)其續航里程將突破300km，相比現款約150km的續航里程提升了一倍左右。雖然官方并未具體透露相關變化，但或許會跟這項分析技術有關。

如何提高純電動車的續航里程，成為困擾汽車圈乃至科技界中的首要難題。而解決這難題的關鍵便是電池技術。

在這漫長的發展長河中，電池經歷了從鉛蓄電池到太陽能電池以及鋰離子電池等過程。其中鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質量輕、能量高、循環壽命長等特性被廣泛應用在汽車、筆記本、手機等行業，成為了電池圈中最炙手可熱的“大明星”。

全球首項電池分析技術，可觀察電子活動基于現在最炙手可熱的鋰離子電池，日產分析與研究中心聯合東京大學、京都大學以及大阪府立大學成功研發出了一種可直接觀察電子活動狀態的電池分析技術！

通過最直觀的精確觀察電池內部的電子活動，從而進一步研究和設計電池材料，為未來研究性能更好、壽命更長的電極材料提供了空間。這項發明也填補了電池分析技術領域上的空白。

日本超級計算機——地球模擬器

這項新的電池分析技術運用了L吸收限(注1)的X放射吸收光譜(注2)，可以直接觀察參與電池反應的電子流動。并且，通過與日本超級計算機，地球模擬器(注3)的第一原理計算法(注4)相結合，以高精度獲得了以前只能間接推斷的電子移動量。

注1.吸收限：指物質對X射線的吸收量隨輻射頻率的增大而改變，當輻射頻率增加至某一限度時吸收量會驟然增大，這個限度稱作吸收限。吸收限的大小與原子中電子的能級有關，可分為K吸收限和L吸收限。

注2.X放射吸收光譜：通過照射不同強度的X射線，測量原子束縛電子的X射線吸收能量(吸收限)范圍，分析原子內部結構和電子狀態的方法。

注3.地球模擬器：由日本宇宙開發事業團、日本原子能研究所以及海洋科學技術中心共同開發的矢量型超級計算機，通過在計算機內設置“虛擬地球”，以預測及解析整個地球的大氣循環、地殼變動、地震發生等大規模計算為目的而開發。

注4.第一性原理計算法：不使用實驗值的情況下計算電子狀態的方法。

電池能量密度提升150%，續航可提高一倍

目前，日產分析與研究中心已經將新分析技術應用于研發富含鋰離子的電極材料，這種材料有望將電池的能量密度提升150%。

日產高級副總裁兼日產分析與研究中心總裁高尾麻美表示：“這項分析技術的誕生意味著我們朝著高容量的下一代鋰離子電池研發又邁進了重要一步，純電動車滿電狀態下的行駛里程將大幅提升。”

日產新電池分析技術未來將應用車型猜想

作為日產電動車的代表，任何一項新的電動車技術勢必會應用在日產聆風之上，此項技術自然也不會例外。而日產旗下的豪華品牌英菲尼迪曾在國際車展上宣布，將會在2017年推出一款電動三廂轎車(Q30)。

該車預計也將采用日產的新電池分析技術，同時還可能配備無線充電技術。此外，在國內方面，基于聆風打造而來的換標啟辰晨風也有可能是這項技術的受益者。

中國鋰電池行業標準遇尷尬：車企與電池廠商角力

鋰電國標缺失系列報道：標準出臺之急

“標準缺失下的中國鋰電池行業發展至今，已經到了破而后立的階段。”一位長期關注鋰電行業的投資商表示，中國鋰電池行業的發展從無到有，再到中日韓三足鼎立的局面，現在已到了整個產業升級的關鍵轉型期。

然而，由于整個鋰電池行業并沒有形成從材料、電芯、PACK、BMS到電池的可約束性標準，標準的缺失在很大程度上給行業帶來了不利影響。從層出不窮的手機、移動電源等消費電子產品的電池起火爆炸事故就能窺出端倪。

事實上，隨著中國新能源汽車領域布局的不斷深化，建立以此為依托的中國鋰電池行業標準也成為規范鋰電市場的當務之急。

“中國鋰電池行業發展到現在，確立約束性的行業標準已經刻不容緩。”高工鋰電產業研究院院長張小飛認為，聯合鋰電池材料、電芯、PACK、BMS到下游的電動汽車等終端企業建立鋰電行業的產品規范的時機已經形成。

在第一屆G20-鋰電峰會上，近20家成員企業一致認為，起草G20-鋰電產業鏈核心材料及電芯產品市場規范已經迫在眉睫。

有分析認為，鋰電產業鏈企業實行強強聯合，將有利于打破國家標準低于行業標準，行業標準低于企業標準的產業慣性思維，積極協作引導市場化產品規范的建立，真正起到市場調控的作用，建立隱性的市場準入規范。