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日企開發鋰電池原材料替代技術

2019/06/11

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       要想實現鋰離子電池的穩定生産,必須確保原材料的供應。但在主要原材料方面,稀有金屬等在日本國內開採不到。在全球都在關注電池開發的背景下,日本國內一些企業開始開發通過替代材料或技術力量替代不穩定材料的構件。

 

       鋰離子電池正極材料所必需的鈷和鎳等稀有金屬都是在海外開採的。約有6成的鈷開採自剛果民主共和國。鎳的産地分佈也不均衡,集中在東南亞地區等。

 

       此外,作為負極材料原材料的天然石墨約7成依賴於中國,日本的鋰電池原材料供應穩定性是一大課題。大型電池需要使用很多材料來生産。如果純電動汽車開始全面普及,各種材料遲早要發生供不應求的問題。

 

       日本開始萌生代替供應不穩定的資源的技術。日本化工企業JSR採用在樹脂材料中預先添加少量鋰的「預摻雜」技術,提高了樹脂類負極材料的性能。其中應用了子公司JM Energy擁有的技術和設備。

 

JSR的負極材料改良裝置

 

       負極材料保有鋰離子的狀態就是已充電狀態。但電池首次充電時,負極材料會有若干離子未能釋放,導致充電容量減少。JSR對這方面進行了改進,通過預先使負極材料含有鋰離子,來防止電池中交換的離子數量減少。最終開發出了容量不易減少的負極材料。

 

       日本化工企業ADEKA開發出了使用硫的負極材料「硫化聚丙烯晴(SPAN。儘管硫作為正負極材料的原材料而備受期待,但由於生産時産生的對人體有害的硫化氫很難處理,此前一直無法實現量産。

 

       ADEKA在用於半導體材料的表面處理等的硫酸鹽等産品群方面具有優勢。該公司擁有硫化氫處理技術,成功實現了量産。力爭2020年度前後實現商品化,已從1月開始進行樣品供貨。

 

       此外,住友金屬礦山公司開發出了可回收鈷並將其重新用作電池材料的新技術。計劃最早於2021年投入實用。

 

       日本經濟新聞(中文版:日經中文網) 矢野攝士

 

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