從智能手機(jī)、相機(jī)等日常機(jī)器到汽車(chē)及工業(yè)設(shè)備都要使用二次電池。預(yù)計(jì)使用二次電池的領(lǐng)域還會(huì)繼續(xù)增加,市場(chǎng)規(guī)模今后還會(huì)繼續(xù)擴(kuò)大。要求二次電池進(jìn)一步發(fā)展的呼聲強(qiáng)烈,二次電池的開(kāi)發(fā)競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈。性能和易用性比高性能二次電池的代表——鋰離子電池更高的新一代二次電池也越來(lái)越受到關(guān)注。
日本專利廳早“2013年度專利申請(qǐng)技術(shù)動(dòng)向調(diào)查”中,檢索了在日本國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)的新一代二次電池相關(guān)專利和論文,搞清了國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r和研發(fā)狀況。并考慮了今后日本在新一代二次電池方面應(yīng)該采取戰(zhàn)略的方向性。本文介紹調(diào)查報(bào)告的要點(diǎn)(請(qǐng)點(diǎn)擊這里 查看日本專利廳調(diào)查報(bào)告的概要(PDF格式))。
進(jìn)一步提高高性能二次電池——鋰離子二次電池的性能固然重要,但超越傳統(tǒng)鋰離子二次電池的極限或擁有其他優(yōu)點(diǎn)的新一代二次電池的實(shí)現(xiàn)也備受期待(圖1)。
本次調(diào)查,將全固體二次電池、空氣電池、鈉離子電池、多價(jià)離子電池及其他新一代二次電池(硫類(lèi)電池、有機(jī)電池)等,均作為新一代二次電池作了調(diào)查。
新一代二次電池已有部分市場(chǎng)形成
現(xiàn)在全球蓄電池(鋰離子二次電池、NAS(硫化鈉)電池、鎳氫電池及鉛蓄電池等)的市場(chǎng)規(guī)模大約為5萬(wàn)億日元,設(shè)想到2020年將達(dá)到20萬(wàn)億日元。
新一代二次電池整體的市場(chǎng)形成時(shí)間大概是2030年,此次如表1所示,根據(jù)市場(chǎng)報(bào)告推算了每種新一代二次電池的產(chǎn)品化時(shí)間(預(yù)測(cè))。
表1:新一代二次電池的產(chǎn)品化時(shí)間(預(yù)測(cè))
東麗分析研究中心(Toray Research Center)根據(jù)市場(chǎng)報(bào)告、新聞報(bào)道及各公司公布的信息等制作。
種類(lèi) | 預(yù)計(jì)產(chǎn)品化時(shí)間 | |
全固體二次電池 | 薄膜型 | 已實(shí)現(xiàn) |
塊狀 | 2020~2025年左右 | |
空氣電池 | 鋰-空氣電池 | 2020~2030年左右 |
鋅-空氣電池 ※包括機(jī)械式充電、第三電極 | 2030年以后 | |
鈉離子電池 | 2015年左右~ 2020~2025年左右全面產(chǎn)品化 | |
多價(jià)離子電池、鎂離子電池 | 2030年以后 | |
其他電池 | 有機(jī)電池 | 小型消費(fèi)類(lèi)用途2015年左右 汽車(chē)領(lǐng)域2020年左右 固定型蓄電池用途2020年代后半期 |
硫類(lèi)電池 | 2025年左右 |
全固體二次電池方面,有薄膜型市場(chǎng)已形成,在IC卡領(lǐng)域已形成76億日元左右市場(chǎng)的報(bào)告。其他新一代二次電池也將從2020年左右逐漸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。
另外,新一代二次電池的用途涉及手機(jī)、電腦、IC卡等小型消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域、以新一代汽車(chē)為中心的運(yùn)輸設(shè)備、住宅用蓄電系統(tǒng)、智能電網(wǎng)及蓄電等大型工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域等廣大領(lǐng)域。
新一代二次電池的專利申請(qǐng),日本數(shù)量最多
圖2是各種新一代二次電池的專利申請(qǐng)數(shù)量情況。全固體二次電池、空氣電池、鈉離子電池、多價(jià)離子電池的專利申請(qǐng)數(shù)量近年趨于增加。硫類(lèi)電池從2002年以后趨于減少,但2008年以后轉(zhuǎn)為增加。有機(jī)類(lèi)電池在2009年一度減少,但預(yù)計(jì)從2010年會(huì)再度趨于增加。