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降低汽车电池成本的新办法分析齿轮泵

文章来源：京都五金网 | 2022-10-20

降低汽车电池成本的新办法分析

日本Eamex正在加紧使该公司开发的大容量电容器产品化。这种电容器是一种混合型电容器，通过在固体高分子电解质膜表面进行镀金处理形成电极。通过改进镀金的方法，增大了电极的比表面积，提高了物理吸附效果。同时还凭借在电解液中使用锂离子产生的电气化学效应提高了能量密度。目前汽车大厂对该电容器所拥有的超过锂离子充电电池的能量密度等表示出了浓厚的兴趣，已经有部分厂商正在探讨实用化问题。

Eamex于2009年6月宣布该公司电容器的单位体积能量密度达到了600Wh/L。600Wh/L这一数值达到了可与高性能锂离子充电电池的能量密度相匹敌的程度。尽管未公布细节，但据悉通过改善镀金处理条件使电极部的比表面积增大到了2万倍，同时还使固体高分子电解质膜的厚度比原来的约60μm减小了一半，仅为31μm。这样单位体积的能量密度就得到了飞跃性提高。由于电极的镀金部的厚度为10μm，因此形成了阴阳两电极与固体高分子膜具有相同厚度的构造。另外，固体高分子等材料也为能量密度的提高做出了贡献。固体高分子电容器与锂离子电容器一样，需要事先进行吸附锂离子的工序(预注入)(Eamex将锂离子注入工序称为活化(Activation)。锂离子电容器在该工序上耗时较长，被公认为难点之一。)。由于所采用的固体高分子具有带负电荷的官能团，因此注入带正电荷的锂离子可很容易地提高静电容量。

“可将电池成本降至1/10”

这种电容器的单位体积功率密度达到了2万W/L，大大超过了现有的电双层电容器。而用于电动汽车和混合动力车的蓄电池时，正好就需要拥有高功率密度，以便提供起步及加速时需要的大功率。为功率密度的提高助一臂之力的是使金属胶体集中到镀金部位上。这是通过调整镀金条件实现的。经过这样的改进，降低了内部电阻，提高了功率密度。在开发之初，电容器的内部电阻大、功率密度低曾一度成为最大难点，现在已达到足以实用的水平。此外，在镀金预处理及电解液注入方法上也运用了可提高能量密度及功率密度的独自技术与经验。

创下600Wh/L纪录的试验品尽管非常小，只有0.2×0.5cm，但该公司还试制成功了A4尺寸的产品，在确保一定性能的情况下实现大型化，看来并非难事。另外获得600Wh/L的性能时需要优化条件，并不是任何条件下都能获得该性能。尽管如此，平均值仍达到了150Wh/L，“目前该性能已足够。今后将为制造稳定的单元大力开发”

虽未公布细节，由薄膜层叠而成的单元也开发成功。该公司推算，在面向电动汽车量产单位重量能量密度为100Wh/kg的电池时，使用该技术的电池有望以2万日元/kWh的成本实施量产。现有锂离子充电电池的价格估计在20万日元/kWh，成本大约只有其1/10。不过，汽车电池要求具有出色的安全性及可靠性。濑和估计，面向笔记本电脑及手机等小型电子产品的电池会更早达到实用水平，并自信地表示“有望2、3年后实用化”。

另一方面，Eamex还对汽车等更大的市场显示出了强烈欲望，表示“将力争2015年前后面向汽车领域实现实用化，并于2020年实施量产”(濑和)。目前该公司正处于安全性验证等工作的关键期，在钉刺试验以及强制施加60V的耐压试验中均未出现发热等问题。温度特性也达到了锂离子充电电池的同等水平。作为实用化的另一难点，该公司还提到了构件的低成本化。今后该公司考虑弃用目前镀金电极部所采用的金，以低价金属材料来代替。而且还打算将固体高分子材料换成低价普通产品，不再采用目前昂贵的氟类树脂，并力争确保同等的性能。