
從智能手機、相機等日常機器到汽車及工業設備都要使用二次電池。預計使用二次電池的領域還會繼續增加,市場規模今后還會繼續擴大。要求二次電池進一步發展的呼聲強烈,二次電池的開發競爭也日益激烈。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越受到關注。
日本專利廳早“2013年度專利申請技術動向調查”中,檢索了在日本國內外申請的新一代二次電池相關專利和論文,搞清了國內外技術發展狀況和研發狀況。并考慮了今后日本在新一代二次電池方面應該采取戰略的方向性。本文介紹調查報告的要點(請點擊這里 查看日本專利廳調查報告的概要(PDF格式))。
進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,但超越傳統鋰離子二次電池的極限或擁有其他優點的新一代二次電池的實現也備受期待(圖1)。
本次調查,將全固體二次電池、空氣電池、鈉離子電池、多價離子電池及其他新一代二次電池(硫類電池、有機電池)等,均作為新一代二次電池作了調查。
新一代二次電池已有部分市場形成
現在全球蓄電池(鋰離子二次電池、NAS(硫化鈉)電池、鎳氫電池及鉛蓄電池等)的市場規模大約為5萬億日元,設想到2020年將達到20萬億日元。
新一代二次電池整體的市場形成時間大概是2030年,此次如表1所示,根據市場報告推算了每種新一代二次電池的產品化時間(預測)。
表1:新一代二次電池的產品化時間(預測)
東麗分析研究中心(Toray Research Center)根據市場報告、新聞報道及各公司公布的信息等制作。
種類 | 預計產品化時間 | |
全固體二次電池 | 薄膜型 | 已實現 |
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年左右全面產品化 | |
多價離子電池、鎂離子電池 | 2030年以后 | |
其他電池 | 有機電池 | 小型消費類用途2015年左右 汽車領域2020年左右 固定型蓄電池用途2020年代后半期 |
硫類電池 | 2025年左右 |
全固體二次電池方面,有薄膜型市場已形成,在IC卡領域已形成76億日元左右市場的報告。其他新一代二次電池也將從2020年左右逐漸實現產品化。
另外,新一代二次電池的用途涉及手機、電腦、IC卡等小型消費類電子產品領域、以新一代汽車為中心的運輸設備、住宅用蓄電系統、智能電網及蓄電等大型工業設備領域等廣大領域。
新一代二次電池的專利申請,日本數量最多
圖2是各種新一代二次電池的專利申請數量情況。全固體二次電池、空氣電池、鈉離子電池、多價離子電池的專利申請數量近年趨于增加。硫類電池從2002年以后趨于減少,但2008年以后轉為增加。有機類電池在2009年一度減少,但預計從2010年會再度趨于增加。
