对诺贝尔化学奖获得者吉野彰的采访(后篇)| 全固态电池开发中LIBTEC与DNP的意外联系

1-1.png右边:2019年诺贝尔化学奖获得者吉野彰,主要成就为开发出锂离子电池,目前担任锂离子电池材料评估和研究中心(LIBTEC)的理事长(旭化成株式会社的名誉特别研究员);

左边:DNP研究开发中心的研究员加贺田翼,曾派驻到LIBTEC。

在昨天的文章中,吉野彰先生为我们说明了锂离子电池成为全球变暖等环境问题的解决方案的背景和今后发展的可能性。在本文中,吉野彰先生将继续说明LIBTEC所进行的全固态电池的研发工作,以及对与LIBTEC有合作关系的DNP的看法。

本文为日本DNP印刷株式会社对技术研究协会——锂离子电池材料评估和研究中心(LIBTEC)吉野彰理事长的采访。

吉野 彰
生于1948年。取得京都大学大学院工学研究科硕士学位,大阪大学大学院工学研究科博士学位(工学)。1972年进入旭化成株式会社,一直从事于技术方面的研究,先后参与玻璃粘合膜,锂离子电池等的研发。2010年起至今担任现职。2017年成为担任旭化成株式会社的名誉特别研究员。

2004年因在开发锂离子二次电池方面的巨大贡献,获得日本政府“紫绶奖章”,2019年获得诺贝尔化学奖,文化贡献者和文化勋章。

著作包括《锂离子电池的故事》(CMC出版,2004年),《电池引发的能源革命》(NHK出版,2017年)等。

目录

全日本范围内进行新一代电池的开发

落实跨公司跨行业的合作,通过人际关系网进一步加强合作

DNP的特点是具有多功能性,不偏向某一特定领域

 

全日本范围内进行新一代电池的开发

问:正在研发的新一代电池“全固态电池”是怎样的电池?

吉野:传统的电池使用液体作为电解质,传导正负两极的离子,难以避免蒸发,分解和漏液等问题。而全固态电池的电解质是固体,因此不存在漏液的问题,并且安全性得到了极大的提高。另外,耐久性也有望得到提高。

近年来,随着电动汽车(EV)的普及,各国都在积极进行全固态电池的开发,LIBTEC也正在为此而努力。

文本框: 全固态锂离子电池(7平方厘米) 文本框: 全固态锂离子电池(2平方厘米)文本框: 全固态锂离子电池(粉末压坯成形)

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全固态电池的试制品

问:您在LIBTEC担任理事长,能为我们介绍下LIBTEC吗?

吉野:LIBTEC最初是于2010年4月在大阪成立的研究协会,主要成员是与锂离子电池及其材料相关的日本国内公司。

DNP也是成员之一。由于各材料制造商很难依靠自己进行电池的研究和开发,因此协会最初的目的是对各公司开发的材料进行共同评估。

LIBTEC对由各公司研发的材料制造的锂离子电池,评估分析其电特性和安全性,并根据结果提供咨询。

目前,协会有29个成员,涵盖汽车,蓄电池,工艺和材料制造商等多个领域。

全固态电池项目于2018年由24个成员启动。在建立基本技术解决瓶颈问题的同时,我们正在开发一项技术,使用电池单元原型评估新材料的特性,批量生产工艺以及搭载于电动汽车时的兼容性。

在开发过程中大学和公共测试研究机构也参与其中,我们也与一些外部项目展开合作,例如京都大学的促进创新型蓄电池实用化基础技术开发(NEDO RISING2)和大阪府立大学与横滨国立大学的新一代大容量蓄电池研发项目(JSTALCA-SPRING)等,可以说全日本都在积极开展全固态电池的研发。

落实跨公司跨行业的合作,通过人际关系网进一步加强合作

问:请问在LIBTEC进行研究的优点是什么?

吉野:实现全固态电池实用化的技术还有待开发。在促进其开发过程中,重要的是要根据各方的立场、特征以及长处制定具体措施,汇集大家的力量。

当然,某些方面也会存在竞争,因此我们正在打造“合作区”,作为合作的共同基础,除此之外的领域则由各方自由竞争。

为汽车、蓄电池、工艺、材料等整个供应链中提供一个可以相互合作的地方这一点是非常难能可贵的。

我本人也曾经在锂离子电池的研发过程中借鉴过他人的机器和技术,取得很好的效果。

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此外,其衍生效果是人际关系网的扩大。大约每两年各协会成员会更换一次派驻人员,有助于研究人员之间结下友谊。

在LIBTEC共同进行挑战的时间和经验将成为大家的精神食粮,帮助大家开展更为深入的合作。我很期待10年乃至20年后的成果。

问:吉野理事长是何时,怎样与DNP结识的呢?

吉野:与DNP结识还是在LIBTEC成立之前,首先认识了DNP包装部门的开发人员奥下正隆先生。

奥下先生是一个敢于打破公司条条框框,行动力十足的人,全身心地投入锂离子电池包装材料的研究。可以说,正是因为奥下先生才有了现在的锂离子电池用的电池包。

原本DNP就曾经运用新材料和新技术,开发出一种使用方便,且适于长期保存和运输的食品包装袋。

1980年代由DNP开发并上市的果汁饮料包装实现了现在常见的形式,即装在一个铝制层压袋中,插入吸管进行饮用。

另外,DNP还拥有层压袋技术,比如高温高压灭菌的蒸煮咖喱等,尤其在食物长期保存方面,根据食物的不同,必须具有无论是在低温还是高温下都能确保一定时间的耐久性的技术能力。

敢于应对这些高难度领域正是DNP的挑战精神的体现。

DNP的特点是具有多功能性,不偏向某一特定领域

问:DNP自LIBTEC成立以来就一直参与其中吧?

吉野:是的。此前派驻到LIBTEC的山崎昌保、加贺田翼为人都很正直,是踏踏实实的研发人员。

山崎先生在派驻LIBTEC期间,完成了将电极插入仅有几微米的电解质颗粒中进行充电和放电的技术。通过该技术,可以在电池中充分应用粒子的特性。

这在技术上非常有难度,可以说正是有了山崎先生才能实现。

关于DNP究竟是材料制造商还是加工制造商,我认为它兼具两者功能,并且在两者之间取得了完美平衡。另外,DNP员工给人的印象也多是全能型人才。

作为单纯的材料制造商,研究人员也能在催化和合成等特定领域中发挥自己的优势,但DNP的许多研究人员视野更广阔,具备将需求与科技成果联系起来的能力。

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(文中图片皆来自dnp.co.jp )

问:今后您还有想与DNP合作的项目吗?

吉野:或许会在建立确保层压密封件长期安全性的检查方法上进行合作。

如果想要将层压密封件用于电动汽车,就必须保证其10年乃至20年的安全性。但是,目前还没有可以确保这种长期安全性的测试方法。

基于DNP迄今为止的成就,今后我对DNP也寄予厚望。

采访结语

吉野理事长在锂离子电池方面的成就已经改变了世界范围内人们的生活。同时,在联合国制定的需在2030年之前达成的“可持续发展目标(SDG)”中,吉野理事长在锂离子电池上的成就,能够为目标7:“廉价和清洁能源”,目标9:“工业、创新和基础建设”,以及与电动汽车的普及构建脱碳社会相关的目标13“气候行动”的实现做出巨大贡献。

今后,DNP也将继续与吉野理事长合作,开发新一代全固态电池,为能源相关产业的发展和解决环境问题做出贡献。


参考日本报道原文:https://www.dnp.co.jp/media/detail/10158075_1563.html

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