美国Lux研究公司发布《超越锂离子电池：下一代电池发展路线图》报告

当今，锂离子电池在全球的技术领先地位已经确立，锂-空气、锂-硫、固态、锌-空气等新型电池设计可使能量密度提高10倍，但其中大多数处于开发的早期阶段，2024年之前不会达到锂离子电池的地位。美国Lux研究公司近日发布了《超越锂离子电池：下一代电池发展路线图》的报告，其作者CosminLaslau表示：“下一代电池仍主要在实验室进行基础性研发，锂-空气、锂-硫、固态等电池技术还未成熟。然而，客户最终需要的还是顶级的性能，这些性能只有超越锂离子的技术才能提供，德国巴斯夫、日本丰田和美国IBM等公司已经开展了大量研究。”

Lux研究公司的分析师对下一代电池进行了评估，构建出下一代能源存储路线图。部分研究成果如下：

●对成本不敏感的军事领域将于2020年左右首先应用下一代电池。随后，消费电子领域将大量采用固态电池。然而，下一代电池仍将存在成本和技术障碍。

●相比锂离子电池，下一代电池将在2024年具有成本竞争力。到2021年，固态电池成本将为409美元/千瓦时，这也是目前锂离子电池的成本。到2030年，大多数电池的名义成本将降至200美元/千瓦时以下。

●PolyPlus、Sion Power、Oxis Energy三家公司初显领先地位，他们已获得足够的资金，并取得了技术进展。PolyPlus公司受美国能源部资助，开发了一种保护锂-空气电池和锂-硫电池中锂电极的涂层。巴斯夫支持的Sion Power公司，萨索尔新能源公司资助的Oxis Energy公司，均研制出用于锂-硫电池的有机电解质和聚合物电解质。

日本开发新材料 防止锂电池过热

日本东曹株式会社近日宣布，该公司正在研发一种新材料，来防止锂离子电池的破裂和燃烧，目前正在与日本国内数家电池生产商进行该材料的性能评估，预计将于2014年投放市场。

此次东曹株式会社研发的新材料有两种。锂离子电池破裂的原因是电解液的分解，其中一种新材料“PF系列”可以抑制电解液的分解，另外一种新材料“TFEP”可以使电解液不易燃烧。这两种材料都是由东曹株式会社的分公司“东曹F-Tech”公司来开发的，年产能各为10吨。

东曹F-Tech公司做了实验，将电解液与“PF系列”材料以95∶5的比例混合，置于85℃的高温下保存2个月。与不混合相比，混合电解液的分解速度降低了大约99%，充电、放电等电池性能也很好。

在另一组实验中，东曹F-Tech公司将绵状的玻璃纤维浸泡在电解液中进行燃烧，其中一份电解液中混入20%的TFEP，玻璃纤维在5秒钟内熄灭，没有混入TFEP的则在80秒后熄灭。

美国波音787客机电池组采用的是锂离子电池，由于电池起火不得不中止航行，该事件引发了社会广泛关注。作为提高锂离子电池安全性的对策之一，东曹株式会社的新材料受到了人们的期待。

美国公司推出高容量锂离子电池

位于美国加利福尼亚州的零排放重型电动汽车和驱动系统开发制造商Balqon公司日前推出了自己的锂离子电池系统。

零排放的电力驱动系统是Balqon公司的主营业务，目前它已经延伸为一个多种类开发的公司，包括锂电池、存储系统、中型到重型电动汽车，公司在中国区有自己的延伸业务，其业务范围多与电动汽车相关联。

美国的锂离子电池研发水平也处于国际一线，但一直以来因为成本过高，在与亚洲同行的竞争中处于不利地位。A123系统公司是其中的代表性企业，不久前公司的美国业务停止，另有一部分资产为中国企业万向收购。而此次Balqon公司开发的锂离子电池在具有高容量的特点之外，也降低了成本，因此，这款锂电池组干脆就被命名为HIQAP(高容量低成本的意思)。

HIQAP锂离子电池的容量为700~1 000 Ah，组合成不同的锂电池组，电压可达12、24和48 V。HIQAP(TM)电池组包括：电池单体、Balqon专有电池管理系统、相关的电子元器件。HIQAP锂电池组的寿命可以达到2 500~5 000次，这要由客户产品所设置的不同放电深度来决定。电池内阻低，能量转移效率可达到95%以上，而相同情况下铅酸蓄电池的效率只有80%。

该产品主要是为取代部分铅酸蓄电池市场而设计的，该锂电池组能应用在太阳电池、微型电网、离网存储和电信上，满足每日大量放电和高能量转换效率的要求。

松下晶体硅太阳电池转换效率达到24.7%

松下开发的面积超过100 cm2的实用级别晶体硅太阳电池单体实现了24.7%这一世界最高的单体转换效率，比美国SunPower公司2010年达到的24.2%高出0.5个百分点。晶体硅太阳电池单体的理论效率为29%，但在实用级别，25%～26%已经是极限。松下表示，“此次的成果明确了超过25%所需要克服的问题”，计划进一步挑战极限值。

此次刷新纪录的是在单晶硅晶圆两面形成非晶硅层的异质结HIT太阳电池。非晶硅层可减少硅晶圆表面的结晶缺陷，抑制再结合损失，因此容易提高电压。但受非晶硅层、透明导电膜和表面电极等的影响，有部分太阳光被遮挡，因此很难提高电流值。松下通过降低光学损失和载流子再结合损失等，使单体转换效率达到了24.7%。

松下一直在设法提高太阳电池单体的转换效率。2011年松下使厚度只有98 μm的HIT太阳电池的单体转换效率达到23.7%，2012年提高至23.9%。此次通过提高电极的宽高比以及抑制透明导电膜的光吸收，将短路电流密度由2012年的38.9 mA/cm2成功提高到39.5 mA/cm2，这为单体转换效率一举提高0.5个百分点做出了巨大贡献。

SunPower采用的背接触构造由于表面没有电极，因此容易提高电流值。2010年该公司开发的单体短路电流密度为40.46 mA/cm2。松下此次实现了与之接近的电流密度，并自信地表示：“这表明电流值还有改善的空间。”

松下虽然在研发水平的转换效率方面超过了SunPower，但在量产方面还远远落后于SunPower。目前松下量产单体的转换效率为21.6%，而SunPower已经在量产转换效率达到24.2%的单体。

牛津光伏：“彩色玻璃”可发电

不久前，英国一家名为“牛津光伏”(Oxford Photovoltaics)的公司宣布，他们印染出的“彩色玻璃”可以利用太阳能发电。该公司由此获得了200万英镑风险基金的支持。

牛津光伏是2010年底从牛津大学独立出来的一家公司。投资该公司的是MTI合伙人公司。清洁技术是MTI合伙人公司致力投资的领域之一。此次投资可以帮助牛津光伏的太阳能玻璃产品进一步向市场化靠近。

“我们想强调的一点是，与其让太阳能光伏向建筑物靠近，还不如让建筑物本身变成光伏产品。”牛津光伏公司创始人和首席执行官凯文阿瑟说，“一旦客户决定用玻璃建造一个建筑物的话，就意味着他要为玻璃买单了。如果想要安装太阳能玻璃，只需要额外付出很少的成本，其价格不会超过建筑物外观成本的10%。”一般而言，建筑物每平方米的成本大约在600~1 000英镑。由此推算，安装这一新型太阳电池的成本大约是每平方米60~100英镑。

这项技术实现的路径是：给常规的玻璃增加一层透明的、最多3μm厚的固态太阳电池，由此就可以将其接收的12%的太阳能转化为电能。这些能量可以输出到国家电网或用于建筑物自身的运行。

“我们可以将玻璃印染成各种各样的颜色，如蓝色、绿色和红色等等。但是不同的颜色有不同的光效：黑色最高，绿色比较好，红色还可以，而蓝色则比较差。”阿瑟说。

牛津光伏公司计划明年建造更大型的生产设施，以便到2014年能够提供各种尺寸的样品和试验用面板。今年年底A4纸大小的样品将会准备就绪。而公司的主要目标是那些有意向建设新建筑的客户，对于那些对既有建筑进行外观改造的客户也很感兴趣。

麻省理工大学为“人造树叶”设计太阳能转换效率路线图

自“人造树叶”概念提出以来，科学家一直对其寄予厚望，希望它最终能带来一种廉价的自控制系统，为发展中国家的数十亿人口提供电力。近日，美国麻省理工大学(MIT)的一个研究小组对“人造树叶”系统的效率限制因素进行了详细分析和再设计，使其更接近现实，并有望带来一种实用、廉价的商业化样机。相关论文发表在美国《国家科学研究学报》上。

“人造树叶”系统结合了两种技术：一是标准硅太阳电池，将太阳能转化为电力；二是连接电池两边的化学催化剂。二者结合就成为利用光电流把水分解为氢气和氧气的电化学设备，产生的氢气可通过燃料电池或其他设备再用于发电。在这一系统中，光伏系统和电化学系统的性能都是确定的，因此二者结合起来的效率也是可以预测的。

研究人员在论文中描述了他们设计的一个框架，指导人们怎样把太阳电池的输出功率和电化学反应系统更有效地结合，提出了更经济地利用现有太阳电池技术的方案，并确定了一些效率限值。“这是一份相当全面的分析，调查了目前市场上已有技术所能做到的最好情况。”MIT博士后马克·温克勒说。

研究小组曾于2011年首次展示他们的“人造树叶”，但当时的转换效率不到4.7%。新研究是对当初“概念性论证”的继续。MIT机械工程副教授托尼奥·博纳西斯表示，根据最新分析，使用晶体硅等单一带隙半导体，结合钴、镍基氧化催化剂，最大转换效率可能达到16%或更高。

“我们也很吃惊。”温克勒说。传统观点认为，硅太阳电池的特点严重限制了它分解水的效率，但事实并非如此。提高“太阳能-燃料”转换效率的关键是把合适的电池与合适的催化剂结合，这就需要一份路线图，指导人们怎么配对才能达到最优。博纳西斯表示，用他们设计的框架进行模拟，以传统硅电池为基础的系统，最大效率限值约为16%；而对砷化镓电池系统来说，效率限值可达到18%。

论文作者之一、前MIT研究生卡珊德拉·科克斯说：“该论文的重要意义在于，它描述了现有的所有这类技术以及我们把这些技术结合起来的效果。它还指出了所有要面对的挑战，研究人员可以通过实验单独分析这些不利因素。”

华南理工大学科研团队发明新型聚合物太阳电池

华南理工大学高分子光电材料与器件研究所研究团队，在其首创并具有自主知识产权的水/醇溶性聚合物太阳电池界面调控材料与技术的基础上，利用一种高效、新颖的倒置结构，实现了能量转换效率达到9.214%的聚合物太阳电池，刷新了单结聚合物异质结太阳电池能量转换效率的世界最高纪录。该项成果于近日入选2012年度“中国科学十大进展”，并在国际著名学术杂志《自然光子学》上发表，被该期杂志选为研究亮点。

该成果由国家杰出青年科学基金获得者吴宏滨教授和中国科学院院士曹镛教授所在的高分子光电材料与器件研究团队完成。据吴宏滨教授介绍，聚合物太阳电池是指核心组成为共轭聚合物(高分子)半导体材料的一种新型太阳电池，具有质量轻、材料来源丰富、价格低廉、分子结构设计灵活、不需要高温制备工艺，以及可通过印刷技术大面积制备等诸多优点，在太阳能发电、野外便携式充电器、太阳能电动交通工具、发电式建筑外墙等方面具有广阔的应用前景。前期的研究成果表明，这种太阳电池的能量转换效率可超过8%，但是如果要大规模生产和应用，还需要进一步提高效率，并在此基础上进行大面积模组制备工艺及光照下长期稳定性的研究。

中国科学院院士褚君浩认为，聚合物太阳电池是一种新型光伏器件，可制成各种柔性器件，与无机半导体太阳电池有很强的互补性。华南理工大学团队此次的研究表明，小面积聚合物太阳电池的实验室效率已经十分接近非晶硅太阳电池的水平，通过进一步进行大面积电池均匀性研究、提高能量转换效率以及加强长期室外稳定性的研究，有可能具有规模化生产和应用的前景，是一类值得大力支持发展的薄膜太阳电池。

美国海军空战中心武器分部测试可再生燃料电池系统

据海军技术网站报道，美国海军空战中心武器分部(NAWCWD)可再生能源办公室计划对其新型拖车装载的可再生燃料电池系统进行实验室测试，随后将进行随部队的战场测试。

NAWCWD可再生能源办公室电子工程师马特·马龙表示，新型燃料电池运送到前线战场，可利用水和阳光提供能源，这种环境友好型的可再生燃料电池系统可部署于任何地点，该系统装备有可循环使用的燃料电池及太阳能面板阵列，可输出5 kW左右的电力。

操作人员首先要向该燃料电池系统中添加水，然后将太阳能面板调整至太阳的方位，利用太阳能将水分解成氢气和氧气，从而产生电能。除了提供给指挥中心的太阳能之外，剩余的太阳能将被用于制造氢气。系统将氢气存储起来，在夜间用来发电，氧气则释放到大气环境中，从而减少对柴油燃料和电池存储的需求，同时也降低了向大气中的废气排放。

马龙表示，该燃料电池系统仅有的副产品就是水和热量。其中，水会用容器存储起来，供第二天继续使用。

可再生能源办公室项目经理维恩·泰勒表示，由于该燃料电池系统仅需要水就可以运行，最大的好处之一就是可以减少与燃料保障有关的后勤需求，可在一定程度上避免人员伤亡。

美国能源部启动H2USA项目支持氢燃料电池研发

美国能源部将启动一项名为H2USA的项目，支持氢燃料电池研发，但美国政府尚无计划拨款修建加氢站。

H2USA项目吸引了众多汽车制造商和经销商的参与。全球汽车制造商协会主席Michael Stanton表示，虽然美国政府对氢燃料电池的态度与期望仍有差距，但该项目是很有意义的一步。

目前，H2USA项目的具体内容尚未明确，但其中之一将是推进加氢站的发展。美国能源部氢燃料电池技术负责人Sunita Satyapal表示，氢燃料电池技术发展仍有诸多挑战，基础设施是关键，但政府目前还不打算拨款修建加氢站。

美国能源部宣布出资100万美元，分析和评估氢燃料生产及运输的潜在成本研究。美国能源部部长朱棣文在离任之前，也重申了对氢燃料电池的信心。

本田首创混动汽车氢镍电池稀土回收技术

本田在全球率先建立了混合动力汽车氢镍电池循环利用机制，将提取用于混合动力汽车氢镍电池的稀土，制造氢镍电池材料投入实际应用，这在全世界首次实现了稀土资源的循环利用。

本田混合动力汽车氢镍电池循环利用机制

此前，本田曾在日本重化学工业株式会社的工厂，从废旧的氢镍电池中提取了含有稀土的氧化物。此次则进一步通过对该氧化物的电解处理，成功提取出可直接用于氢镍电池负极材料的金属稀土。按照上述方式提取的稀土纯度达到了99%以上，与矿山开采的用于销售的稀土相同，而利用该技术的稀土回收率可达到80%以上。

从今年3月初开始，日本重化学工业株式会社已向日本电池厂家提供这种稀土作为氢镍电池的负极材料，用以制造混合动力汽车搭载的氢镍电池。这批材料使用的稀土，来源于386台尚未销售的本田全新混合动力汽车所搭载的氢镍电池，这些库存汽车因遭受日本大地震而无法使用。今后，只要销售店零部件更换回收的废旧氢镍电池积累到一定数量，本田将以相同的模式投入循环利用。

除氢镍电池外，本田还将努力尝试从所有种类的废旧零部件中提取稀土，从而进一步推动稀有资源的循环利用。

纯电动车销售低迷冲击日本电池产业

据日媒报道，日本引领世界潮流的车载电池产业正苦于EV(纯电动汽车)的销售低迷。日本电池企业因预测市场会扩大而进行了积极的设备投资，现在却事与愿违。业界开始出现重组动向。如果不尽快采取旨在普及EV的需求刺激政策，有可能会给日本的电池产业带来巨大打击。

“非常失望。”日产汽车社长卡洛斯·戈恩今年初在北美车展上被问及EV“LEAF”（聆风）的销售低迷问题时如此回答。日产与法国雷诺提出了2016年之前两家公司累计销售150万辆EV的目标，但截止2012年底，LEAF的全球累计销量只有约5万辆。

对EV低迷感到失望的不只是汽车厂商，因预测EV的需求会扩大而进行大规模设备投资的日本电池企业陷入了更深的苦恼之中，比如为LEAF配备的锂离子电池供应负极材料的日立化成。该公司曾宣布投资约35亿日元，在山崎事业所增设第3生产线和第4生产线，以实现产能翻倍。第3生产线虽已投产，但开工率低迷，“第4生产线暂时不会开工”。

2010年前后日本电池产业的设备投资热潮惊人。相当数量的企业都把赌注下在EV市场上，纷纷增设工厂。电池厂商这样做也有不得已的苦衷。要与汽车厂商做生意，必须先建设工厂，才能进入谈判程序。就算在实验室获得了出色的性能，汽车厂商也会询问大量生产时能否获得同样的性能，是否具备大规模供应能力，甚至出现过经过数年的评估后被淘汰的情况。

田中化学研究所为了涉足车载电池业务，于2011年新设了正极材料工厂，但未能接单，“工厂变成了提供大规模实验设备的场所”。

在手机等使用的小型电池方面，日本厂商已陷入与中国企业的激烈价格竞争之中。而EV电池在可靠性方面存在很高的门槛，价格竞争比小型电池小，而且EV电池的容量很大，一旦接到订单，就会形成一项大业务。

日本电池产业出现了厂商之间较量耐力的趋势，也有被迫决定退出业务或关闭工厂的企业。为了继续生存下去，各厂商纷纷为开拓新需求而四处奔走。

目前备受日本电池产业关注的是三菱汽车2012年底发布的插电式混合动力车“欧蓝德PHEV”。该车配备的大容量电池是丰田率先推出的“普锐斯PHV”的近3倍，能在纯电动模式下行驶约60 km。欧蓝德PHEV发布后1个月之内就接到了4 000辆订单，这是2012年度全年的产量。与汽油车欧蓝德仅相差约100万日元的战略性定价也起到了积极作用。一家电池材料厂商的高管强调，“欧蓝德是一道希望之光”。如果基本上能以EV模式行驶又不用担心电池用完的插电式混合动力等新型车能够被市场接受，估计就能产生拉动车载电池需求的效果。

人们期待锂离子电池能够成为担负日本未来的主力产业之一。尽管小型电池的市场份额降低之势不可避免，但EV电池是有望保持领先地位的领域。

日本经济产业省正在考虑采用促使汽车厂商降低EV价格的购车补贴新政策。为了防止EV电池的开发、生产基础变弱，日本也要举国采取进一步的需求刺激政策并完善充电站建设，这是目前的当务之急。

三菱电机精彩亮相2013广州国际工业自动化装备展

2013年广州国际工业自动化技术及装备展览会，于3月6日在广州进出口商品交易会展馆圆满落幕。作为全球领先的“自动化综合解决方案”供应商，三菱电机自动化（中国）有限公司此次带来了全新的产品及应用展示。

三组机器人demo现场演示了机器人在开关装配、手机工件打磨上的应用，尤其突出三菱电机工业机器人高速工作的优良性能。而装配全新J4伺服系统的3D滚齿演示机更是将三菱电机伺服系统的精准定位性能表现得淋漓尽致。三菱电机还展示了其他自动化产品，其中，PLC、人机界面全系列出展；新一代变频调速器A800系列样机突出其新增的定位功能，首次于国内亮相；配电控制产品则展示了具有更高性价比和精细工艺的MX系列断路器与S-V系列接触器，以及更省空间、兼具断路器和热继电器功能的MMP-T电动机断路器。

此次展会大大拓宽了华南区域的潜在用户群体，很多客户表示：近年来，三菱电机迅速发展，三菱电机产品的高质量、高效率以及三菱电机整合解决方案的有效针对性，为他们的企业发展提供了很大的帮助。

来自富士康、达意隆、美的等企业的参观团也参观了三菱电机自动化展台，对三菱电机的产品及应用案例表现了浓厚的兴趣，与现场销售及技术工程师进行了热烈交流。