鋰電池與太陽能電池一體化設(shè)計方案
全固體鋰離子或聚合物充電電池采用固體材料作為電池的電解質(zhì)。由于完全不使用電解液,因此不會發(fā)生漏液現(xiàn)象,大幅降低了著火及爆炸的可能性。另外大多數(shù)產(chǎn)品還具備膜厚僅數(shù)μ~100μm(不包括底板)、重量輕以及底板可彎曲的特點。但同時也存在功率密度小以及工作溫度范圍窄的課題。
這些課題最近得到大幅改善,有多項技術(shù)已進入實用化階段。比如,韓國GS Caltex公司制造出了超薄、郵票大小的鋰離子充電電池,并已開始在日本等地進行樣品供貨。雖然容量本身只有0.5mAh,但體積能量密度超過800Wh/L,比普通鋰離子充電電池高2成以上。充電率較高,最大達到50C。
關(guān)鍵是經(jīng)驗與訣竅
GS Caltex的電池制造裝置及制造經(jīng)驗都是愛發(fā)科(ULVAC)提供的。愛發(fā)科提供的“是普通的濺射用制造裝置,除了正負電極之外,還可制造電解質(zhì)層。而且還有望大幅擴大面積”。不過,這樣的電池并不是誰都能制造出來的,“高溫處理時的溫度管理等制造經(jīng)驗與訣竅是性能提高的關(guān)鍵”。
吉奧馬科技(GEOMATEC)和巖手大學(xué)也開發(fā)出了利用濺射實現(xiàn)正負電極以及電解質(zhì)層層疊的全固體鋰離子充電電池。但特點與GS Caltex的電池不同。比如,“無需高溫處理工序,底板可使用樹脂薄膜”。不過,容量只有0.1mAh左右。原因是“負極未使用鋰,因此端子電壓較低”。
期望用于大面積器件
上述兩項開發(fā)案例利用的是半導(dǎo)體制造技術(shù)。而出光興產(chǎn)及三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心等卻選擇不同于半導(dǎo)體的制造工藝,力爭大幅降低成本。但是,兩個技術(shù)陣營都需要在實用化方面付出更大的努力。
出光興產(chǎn)數(shù)年前就在開發(fā)用于固體電解質(zhì)的粉末狀“硫化物類鋰鹽”(出光興產(chǎn))的全固體鋰離子充電電池。最近的進展主要有兩點:①尺寸從名片大小加大到了A6大小,②省去了以前輸出功率時所需要的數(shù)kgf/cm2壓力。不過,目前還存在彎曲性和電解質(zhì)均一性的課題,需要進一步改進制造工藝。
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