什么是全樹脂電池（All Polymer Battery）？

顧名思義，它包括電極在內(nèi)幾乎全部由樹脂（高分子材料）制成，是一種由全新材料和結(jié)構(gòu)制成的鋰離子電池。

傳統(tǒng)電池結(jié)構(gòu)（左）和雙極結(jié)構(gòu)（右）的比較圖。雙極結(jié)構(gòu)是其中堆疊負(fù)極集電器（藍(lán)色）和正極集電器（紅色）的簡單結(jié)構(gòu)，并且除了安全性之外在生產(chǎn)成本方面具有很大優(yōu)勢。

對于傳統(tǒng)的鋰離子電池，用于移動(dòng)電話和個(gè)人計(jì)算機(jī)的移動(dòng)電池的火災(zāi)事故已經(jīng)一個(gè)接一個(gè)地重復(fù)，也有電動(dòng)車發(fā)生事故（蔚來汽車因電池燃燒事件，加速了和臺(tái)灣全固態(tài)電池制造商輝能科技股份有限公司（ProLogium Technology）的合作，共同開發(fā)全固態(tài)電池的純電動(dòng)汽車，值得期待）。因劣化或強(qiáng)力導(dǎo)致變形，電池內(nèi)部金屬短路產(chǎn)生高溫，電解液產(chǎn)生氣體，發(fā)生爆炸或燃燒。另外，材料的類型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品的形狀和回收再利用都是難以解決的問題。

因此，史上首次出現(xiàn)了不使用金屬作為電極，一種由樹脂制成的電池【All Polymer Battery】。作為材料，不同的樹脂材料用于正極和負(fù)極以形成凝膠結(jié)構(gòu)。關(guān)于結(jié)構(gòu)，電池的特征在于“雙極結(jié)構(gòu)”，其結(jié)構(gòu)比以前更簡單。效果是，將量密度增加到傳統(tǒng)容量的兩倍以上的同時(shí)，它具有可塑性（形狀可以自由地改變），并且即使用釘子刺穿或彎曲也幾乎沒有發(fā)熱和自燃的風(fēng)險(xiǎn)。另外，易于生產(chǎn)，降低成本，同時(shí)制造大型蓄能以及優(yōu)秀的可回收性等，能同時(shí)具有許多優(yōu)良特性。

例如，材料成本約為傳統(tǒng)材料成本的一半，制造設(shè)備的投入成本降低到十分之一。還有許多其他好處，但重點(diǎn)是處理各種形狀的靈活性。我們看到的雙足機(jī)器人背面帶有盒狀電池，但所有樹脂電池都非常小而薄，可以安全地變形，并且可以移動(dòng)。它可以分布并放置在諸如手臂的移動(dòng)部件上。此外，可以將其整合到結(jié)構(gòu)本身中，嵌入輪椅框架或飛機(jī)的外殼結(jié)合，可以“使物體本身成為電池”。

全樹脂電池的結(jié)構(gòu)組成：

①負(fù)極活性物質(zhì)

到目前為止，C（石墨）已被用于負(fù)極，最近，為了增加容量在石墨中混入Si（硅）或SiO 2使用。但體積改變的問題尚未解決。

另一方面，使用硬碳（非石墨）代替石墨（軟碳）作為該全樹脂電池的負(fù)極材料。硬碳可以更快地?fù)饺氪罅康腖i +。三洋化學(xué)正在努力增加負(fù)極的容量，并從JFE Chemical采購硬碳。（該公司還投資于APB）

②正極活性物質(zhì)

尚未公開正極材料的細(xì)節(jié)，但它將是與常規(guī)鋰離子電池中使用的材料相同。三洋化學(xué)推動(dòng)正極材料的量產(chǎn)和新領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)，并采用其他公司開發(fā)的新技術(shù)來增加正極材料的容量（例如，含有大量Ni的正極材料）。

③電解質(zhì)

因含有高分子凝膠。細(xì)節(jié)未知，但未來將由日本觸媒提供（決定投資APB）。

④其他

集電體導(dǎo)電膜的細(xì)節(jié)尚未公開。

全樹脂電池有哪些優(yōu)勢：

由于樹脂是主要材料，因此有望簡化制造工藝并巨額減少資金投入。其高安全性和高容量，可以以低成本生產(chǎn)大規(guī)模蓄電池或成為發(fā)電廠的固定蓄電池。另外在諸如太陽能發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的自然能源的產(chǎn)生中，由于不穩(wěn)定天氣導(dǎo)致的不穩(wěn)定電力供應(yīng)的缺點(diǎn)，通過具有蓄電設(shè)施的特性，而與穩(wěn)定供應(yīng)電力相關(guān)聯(lián)，這樣有可能從根本上改革自然能源的電力供應(yīng)狀況。

另外，由于它是樹脂，可以用3D打印機(jī)生產(chǎn)并且可以精確加工，因此有望應(yīng)用于家用電器等各種領(lǐng)域，產(chǎn)生更加自由化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。

與使用液體的傳統(tǒng)鋰離子電池相比，每單位重量的能量密度更高，因此當(dāng)用于汽車時(shí)，預(yù)計(jì)完全充電的巡航距離將增加并有助于BEV的商業(yè)化。接下來是“充電時(shí)間”和“電池壽命”，被認(rèn)為是BEV商業(yè)化的關(guān)鍵，因此在大規(guī)模生產(chǎn)“全固態(tài)電池”之前，豐田和松下在量產(chǎn)中一定都會(huì)遇到非常大的阻礙?！叭珮渲姵亍钡某潆姇r(shí)間和壽命是多少？雖然尚未公布，但可以說，如果與全固態(tài)電池相同，新鋰電池大規(guī)模生產(chǎn)將更加快速的推動(dòng)電動(dòng)汽車的普及。新世代電池開發(fā)的競爭終于進(jìn)入了高潮！

全樹脂電池的開發(fā)背景：

由日產(chǎn)開發(fā)EV聆風(fēng)電池的堀江英明先生于1990年左右提案，他轉(zhuǎn)職到慶應(yīng)義塾大學(xué)后，開始與三洋化學(xué)工業(yè)（以下簡稱三洋化學(xué)）（2012年）聯(lián)合開發(fā)。然后，他為了開創(chuàng)低成本的大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)，建立了一家創(chuàng)業(yè)公司APB（2018.10）。三洋化學(xué)將其M&A，作為子公司（2019.2）。負(fù)極材料（hard carbo）制造商（JFE Chemical）也對其投資。