電力先驅(qū)秀英秀英發(fā)明了比鋰離子電池便宜90％的新電池

鋰離子電池在技術(shù)世界中起著至關(guān)重要的作用，為從智能手機(jī)到智能汽車的一切供電，如今，幫助他們實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的一位人士表示，他有辦法將批量生產(chǎn)成本降低90%，并顯著提高其安全性。

前日產(chǎn)汽車公司(Hindaki Horie)的英明英明(Hideaki Horie)于2018年成立了總部位于東京的APB Corp.，生產(chǎn)“全聚合物電池”(因此得名)。

今年早些時(shí)候，該公司獲得了包括總承包商Obayashi Corp.，工業(yè)設(shè)備制造商Yokogawa Electric Corp.和碳纖維制造商Teijin Ltd.等公司的支持。

霍里在接受采訪時(shí)說：“現(xiàn)在制造鋰電池的問題在于，它是像半導(dǎo)體一樣的設(shè)備制造。” “我們的目標(biāo)是使其更像鋼鐵生產(chǎn)。”

電池(每個(gè)電池中的基本單元)的制造是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要“無塵室”條件-帶有氣閘以控制濕度，恒定的空氣過濾和精確的精度以防止高反應(yīng)性材料的污染。設(shè)置可能會(huì)非常昂貴，以至于只有少數(shù)頂級(jí)公司，例如韓國的LG Chem Ltd.，的CATL和的Panasonic Corp.，可以花費(fèi)數(shù)十億美元建造合適的工廠。

Horie的創(chuàng)新在于用樹脂結(jié)構(gòu)代替電池的基本組件，即金屬襯里的電極和液體電解質(zhì)。他說，這種方法大大簡化并加快了制造過程，使其像“黃油吐司”一樣容易。

他說，這種修改使10米長的電池板可以像座墊一樣堆疊在一起，以增加容量。重要的是，樹脂基電池在刺穿時(shí)還具有抗著火性。

APB在三月份籌集了80億日元(7400萬美元)，按照更廣泛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來說，這是微不足道的，但足以為一家工廠提供全套設(shè)備，并計(jì)劃于明年開始批量生產(chǎn)?；衾锕烙?jì)，到2023年，這筆資金將使他在中部的工廠的裝機(jī)容量達(dá)到1吉瓦時(shí)。

鋰離子電池自將近三十年前首次商業(yè)化以來已經(jīng)走了很長一段路。與十年前相比，它們使用壽命更長，功率更大，成本降低了85%，成為安靜的主力軍，推動(dòng)著智能手機(jī)和平板電腦內(nèi)部功能越來越強(qiáng)大的發(fā)展。但是安全性仍然是一個(gè)問題，從特斯拉(Tesla Inc.)的汽車到波音公司(Boeing Co.)的Dreamliner飛機(jī)以及三星電子(Samsung Electronics Co.)的智能手機(jī)，電池一直是引起火災(zāi)的原因。

霍里說：“從物理學(xué)的角度來看，鋰離子電池是人類創(chuàng)造的最好的加熱器。”

在傳統(tǒng)電池中，刺孔會(huì)產(chǎn)生數(shù)百安培的電涌，是普通家庭的電流的幾倍。然后溫度會(huì)上升到700攝氏度。

APB的電池通過使用所謂的雙極設(shè)計(jì)避免了這種災(zāi)難性的情況，它消除了當(dāng)今的電源瓶頸，并允許電池的整個(gè)表面吸收浪涌。

Wood Mackenzie儲(chǔ)能高級(jí)分析師Mitalee Gupta說：“由于發(fā)生了許多事故，安全一直是業(yè)界的頭等大事。” “只要公司能夠迅速擴(kuò)大規(guī)模，這對(duì)于存儲(chǔ)和電動(dòng)汽車應(yīng)用來說都是一個(gè)突破。”

但是這項(xiàng)技術(shù)并非沒有缺點(diǎn)。總部位于加利福尼亞的Total Battery Consulting Inc.總裁Menahem Anderman認(rèn)為，聚合物的導(dǎo)電性不如金屬，并且可能嚴(yán)重影響電池的承載能力。

同樣，雙極設(shè)計(jì)的一個(gè)缺點(diǎn)是電池以串聯(lián)方式背靠背連接，從而很難單獨(dú)控制每個(gè)電池。他還質(zhì)疑節(jié)省下來的成本是否足以與現(xiàn)有企業(yè)競爭。

“資本并沒有消滅鋰離子電池的成本，”安德曼說。鋰離子液體電解質(zhì)將在15年或更長時(shí)間內(nèi)仍是主要應(yīng)用。它并不完美，也不便宜，但是除了鋰離子以外，還有更好的鋰離子。”

霍里(Horie)承認(rèn)，APB無法與在投資數(shù)十億美元后已從規(guī)模經(jīng)濟(jì)中受益的電池巨頭競爭。APB不會(huì)針對(duì)汽車行業(yè)的“紅海”，而是將重點(diǎn)放在建筑物，辦公室和發(fā)電廠中使用的固定電池上。

根據(jù)伍德·麥肯齊(Wood Mackenzie)的估計(jì)，到2025年，該市場的價(jià)值將達(dá)到1000億美元，是去年的五倍多。僅(與一起)將是能源存儲(chǔ)需求增加的主要來源，在此期間，可能會(huì)增長10倍，達(dá)到70億美元。

63歲的Horie從一開始就開始使用鋰離子電池。1990年2月，在日產(chǎn)汽車事業(yè)的初期，他開始了汽車制造商對(duì)電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車的新興研究。

僅僅幾周后，索尼公司宣布宣布將鋰離子替代品商業(yè)化的計(jì)劃，震驚了整個(gè)行業(yè)，因?yàn)楹笳哐簩氂跉浠嚰夹g(shù)?；衾镎f，他立即看到了諾言，并于同年敦促兩家公司合并研究工作。

然而，到2000年，日產(chǎn)剛剛被雷諾汽車公司(Renault SA)救出，放棄了其電池業(yè)務(wù)?；衾?Horie)說服他的新老板卡洛斯·戈恩(Carlos Ghosn)相信電動(dòng)汽車值得。

經(jīng)過28分鐘的演講后，戈恩興奮地宣布，霍里的作品是一項(xiàng)重要的投資，并為該項(xiàng)目提供了綠色照明。日產(chǎn)的Leaf將繼續(xù)成為十年來最暢銷的電動(dòng)汽車。

霍里還在日產(chǎn)工作時(shí)就提出了全聚合物電池的想法，但未能獲得機(jī)構(gòu)的支持來實(shí)現(xiàn)它。2012年，在東京大學(xué)任教期間，他與三洋化學(xué)工業(yè)有限公司(Sanyo Chemical Industries Ltd.)接觸，該公司以其在尿布中使用的超吸收性材料而聞名。

兩者共同開發(fā)了世界上首個(gè)使用導(dǎo)電凝膠聚合物的電池。2018年，Horie創(chuàng)立了APB，Sanyo Chemical成為他的早期投資者之一。

Horie說，APB已經(jīng)找到了第一家客戶，這是一家大公司，其利基和高附加值產(chǎn)品主要在海外銷售。他拒絕透露更多細(xì)節(jié)，但表示APB計(jì)劃在8月份宣布這一消息。

霍里說：“這將證明我們的電池可以大量生產(chǎn)。” 電池制造商已經(jīng)成為組裝商。我們正在將化學(xué)重新發(fā)揮主導(dǎo)作用。”