Zempach Ogumi：RISING and RISING2計劃創新電池進展
5月22日，CIBF2018 第十三屆中國國際電池技術交流會展覽會在深圳會展中心開幕。日本京都大學Zempach Ogumi教授在技術交流會上發表主題演講。以下是演講正文：
我主要是想和大家討論一下日本RISING和RISING2，這是由日本政府提出的，面向創新的下一代電池的研究。RISING是這個項目的簡稱。
看一下我們的RISING電池項目，它是由京都大學的三家公司共同進行相關的研究，我們當時的目標是將電池的表現達到300WH/KG。為了能夠達到這個目標，我們發明了這種新的技術，達到這么高的能量密度，這個技術已經在鋰電池上進行了一些實驗了。因為技術發展是非常重要的。
這是RISING項目組的構成，我是項目管理人。我們還有其他的研究員，副的領導人，另外還有其他的這種成員負責創新電池的研究。
我們想和行業更緊密的合作，行業和我們說，我們有什么樣的需求，我們就進行共同的研究，在京都大學層面進行共同的產業和學校方面的研究。這個項目是覆蓋全日本的。
這是我們的簡單計劃，可以看到我們從2009年開始，我們也是在一直不斷發展，大概有30年的發展計劃，我們現在已經投入了大概有2億的規模。我們希望去開發比較高端的先進的技術，這是第一階段。第二階段，我們希望使用這些鋰電池的技術，然后不斷的把技術進行細化、進行優化。第三階段，我們想要有創新式的鋰電池建設生產，我們希望在2015年做成，還會有更進一步的發展，后續的發展目標還沒有列出來。
接下來，我們可以看一下RISING2項目，也是差不多的。第一階段，達到500WH/KG的目標。我知道這個目標對我們而言也是困難重重、挑戰重重的目標。這是我們的組織架構，有一個項目負責人，還有三位其他主要領域的負責人。負極電池組是由安倍（音）教授領導的，正極是由撒卡阿比（音）教授領導的，還有相關的技術研發團隊是由復可里嘎（音）教授引導負責的。
總結兩個項目的分析技術，先進性的表現方面，我們當然會有不同的目標，對于電池而言需要有儲能的需求，還有動力的需求，而RISING2項目，我們希望有新的相關技術能夠為創新電池奠定技術的基礎。
我給大家介紹一些我們研究的例子。
這個圖比較簡單，正極、負極、電解液，但是鋰離子實際上比我們理論上看到的復雜得多，我們需要不斷提升技術的水平。我們需要有創新技術的支持能夠提升鋰離子電池的表現性能。
這是我們做的鈷酸鋰檢測的例子，它對外界環境非常敏感，我們準備了非常薄，也是非常靈活的X射線，含氟射線，也是非常低角度的。我們看到反射的情況，可以進行反射數的監測。接下來可以看到鈷酸鋰表面的變化，如果你進入表面之后，你可以看到光譜變化。鈷減少了，它的接觸反應減少了。底部，鈷的含量、價位的變化，這是可以理解的。因為鈷發生了還原反應，從三價的鈷變成二價的鈷，這樣的反應只是在表面的反應。這種層狀的材料，只能是在電解液當中表面使用，但是你可以用還原的反應在某些范圍中阻止還原反應。因為它只是發生在表面。你還可以用負極的材料，我覺得這是非常好的發現，我們如何利用這些材料。我們可以考慮怎么來將這些材料進行更好的研究。
我們用的研究方法是用X光的掃描，X射線會進行衍射，衍射之后可以看到它的衍射數是什么樣的。我們會得到一個非常高的空間和具有深度的X射線，在我們的例子當中，我們有復合電解液，可以用ABCD四層進行X射線的研究。在放電過程中的測試情況，這是氧化鈷，不同的倍率孔隙的變化、倍率的變化。藍色的線是隔膜。這就沒有出現孔隙的情況。這是0.1C、0.5C、1C進行比較的情況下，這是正極的情況。負荷發生變化，組成情況發生變化，上面的表出現孔隙20%，下面的表是空隙30%，左邊我們看到放電，它的孔隙率應該算是比較高了。然后它的容量變得更小。這是比較小的放電情況。分布情況變得更加均勻，根據不同的位置，孔隙不同的分布情況。
在1C倍率的情況下的反應分布，在2C情況下孔隙率是20%，在1C的情況下孔隙率變得更高，是30%，我們和0.4時候的孔隙率進行比較，我們要注意復合的材料情況以及孔隙分布的情況。我們的同事談到一些鋅的材料，這是一種創新型的材料，比如說鋅空電池有很高的能源密度，安全性很好。我們調查了這些鋅電池的情況，縱軸電壓的變化，有很高的體積容量，還有低電壓大概是在1.5V，用的是業態的水電解質，鋅是很好的負極活性材料之一，這點非常重要。作為液態材料來說，是非常好，它的比密度會比較高。接下來是鋅的負極問題，存在二極電池中的問題。總共有三個問題，一個是層級問題，然后是資金增長，其實它就是比較大的問題，然后密度在加厚，這是鋅層級的行為。
氧化過后，在有PG和沒有PG過后鋅層級的行為，這是通過光的觀察，是2000倍的速度。左邊的PG和右邊的PG情況下，大家可以看到這里進行了光學觀察，我們增加了一些材料，這個平面變得更加平滑。PG濃度的效果，低濃度的添加展示出沒有效果，展示出體積的效果，它和吸收的效果相比。資金的情況，0.1MPG，沒有資金的情況是3.6MPG，這是有濃度不同的結果。循環壽命的測試，添加的PG，很大的增加循環壽命。
鋰硫電池，這是非常吸引人的電池，它也有一些問題，硫充放電的機制在有機的電解液中，我們可以看一下硫的密度和兩個電極的反應，這是多硫化合物的反應，我們可以看一下這是電解液的顏色，是二甲醚加上DOL，再循環使用金屬的硫化物以后，我們采取了固化VIS進行光譜分析。這里有一個二氧化鈦，這是首放圖，在四硫化鈦、AB復合材料中的不同情況。極流體，是鋁網格。這是氟元素的電池，在制備過程中也存在一些問題，在它的負極當中存在著一些問題。低容量，還有進行氟化和非氟化的處理。特別是充電過程中的制備，接下來是薄膜銅板的電池，我們可以看銅的正極和PT的極硫器（音），還有鉛薄、LaF3。它有不同的層，這是薄膜LaF3還有銅的充放電情況，這是不同溫度下的充放電情況，150度到80度，它有容量的下降。平均溫度是50攝氏度，它有高的容量，容量保持率是30個循環周期，可以達到76%，這是它的循環是在80度。我們可以達到比較高的能量密度。
這是RISING第一代和RISING第二代的項目，這是屬于我們項目成員組的成員。謝謝大家的聆聽！
主持人：非常感謝Zempach Ogumi教授給我們提供非常好的素材。有什么問題嗎？Zempach Ogumi先生，您剛才說新的層級，它是一種液體的電解質，是鋅的層級的問題嗎，您有具體的觀察嗎？你進行了再充、進行了鋅空電池的再充？
Zempach Ogumi：在循環中我們進行了觀察，我們觀察了它正極的變化。但是這方面還是存在著一定的問題。
提問：我想問資金抑制的情況，PG。
Zempach Ogumi：這是丙烯的一種復合材料，PG的一些材料。我們可以把它變成復合物，高分子復合物，高分子材料。我們可以加一些水。
提問：加添加劑的話，會抑制資金的增長嗎，會不會對正極產生影響？它的功能是抑制了資金的增長。
Zempach Ogumi：之前我們做了一些工作，確實有人這樣說。確實以前會出現這樣的問題，這種鋅在水當中可融，我們考慮降低這個水，降低水的活動和活性，包括鋅的濃度被抑制。比如說像水就是降低到40%，這樣可以得到比較好的循環。
（根據速記整理，未經嘉賓審閱）
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