技術

マンガン、ニッケル、シリコン – バッテリー研究の主要な焦点

しかし、マンガンは、ニッケルを少し超えながらショーのスターとなっている。 このホワイトペーパーは、Mnが豊富な化学への関心のバッテリー関連のプレゼンテーションでTeslaとVolkswagenが最近発表した結果だと指摘します。

「ここ数年の間に、特にEV分野でリチウムイオン電池は、生産者と顧客の評価と多くの市場関連要因に応じて、さまざまな陽極と陽極化学需要の急激な変化を目撃しました」との記事は言います。

Roskill専門家は、特許の説明の元素をマッピングし、これを協力特許分類(CPC)のグループとサブグループに適用して、バッテリーの技術を分類するための名前のエンティティの認識アルゴリズムを使用して、300以上の特許出願でマンガンが言及されたことを確認することができいました。 ニッケルは、300人近くに名前がつけられました。 シリコンは、約290人に記載され、その後ろコバルトが伴う育った。これは、約250個の応用分野で述べました。

Roskillはまた、リチウム – ニッケル – コバルト – マンガン酸化物(NCM)、リチウム – ニッケル – コバルト – アルミニウム酸化物(NCA)、リチウム – 鉄 – リン酸塩(LFP)、リチウムコバルト酸化物(LCO)のような最も人気のあるバッテリーの化学物質を検討しました。 分類に最も頻繁に使用されているCPCグループ/サブグループが重なるため、リチウム – マンガン酸化物(LMO)とリチウム – チタネート – 酸化物(LTO)が一緒にいます。

過去5年の間に2017年には、これらの化学物質のいずれかを含む8,000以上の特許出願があるピークでした。 2018年には6,000件の申請が登録されており、2019年には約5,000件、2020年には2,000件未満です。

全体的に130万件以上の特許記録でリチウムイオン電池との関係に言及しており、Roskillによると、2019-2020年の減少傾向は、一般に、使用可能なデータ・セットが傾向があるので、進行中の研究の実際の表現ではなく、データの可用性の結果です。 頻繁に更新されません。

「これにもかかわらず、使用可能なデータは、2010年年代半ばに特許出願の驚異的な成長を明らかに示しています」と報告書は述べています。

NCM、NCA、LFP、LCO、LMO、LTO技術には、次のとおりです。
CPCサブグループH01M4 / 525、H01M4 / 131、H01M4 / 505、H01M4 / 5825、H01M4 / 136、H01M4 / 525、H01M4 / 485

分析によると、LGとサムスンは、ほぼ7,000個のリチウムイオン化学関連の特許出願と接続され、後者は4000個以上に接続され、先頭の位置を占めています。

両社とも2012〜2014年に特許活動が最高潮に達し、Roskillは、一般的に生産を吸収し、最初の大規模な生産設備を構築することと一致すると言います。

Roskillの観点から、トヨタはこの測定で3位を占め、これは日本の自動車メーカーが、特に固体技術の他の電極の研究に関心を表明したため、意味があります。

地理:カナダの可能性

過去20年の間、日本で14,000件を超える特許出願、米国6,700個以上、韓国6,500個以上、中国の約1,400社で最も多くの特許活動が登録されました。 しかし、他の国が浮上していると見られ、バッテリー会社の潜在的な成長を指摘することができます。

白書は「テスラ、CATLなどが主導する、ドイツの基ファクトリー発表のブームをすでに見ました。 しかし、トップリストには、カナダのもあります。 「カナダは資源の生産能力を考慮すると、電池の生産設備を開発することができる大きな可能性を持っています。 最近、カナダ政府は、電気自動車バッテリー工場の建設計画を発表しました。」

何今後の計画?

報告書は、「リチウムイオン分野の開発に成功は、研究機関や政府施設のサプライチェーンを介して鉱夫を含む多くの企業の最前線にいます。 「シリコン、リチウム金属アノードと固体電解質は、電池の技術開発、市場の次のステップに見えます。 “

リチウムイオン電池のシリコン使用に関する研究は、しばらくの間、進行されており、科学者たちは、充電 – 放電サイクルの間に、シリコンの膨張に起因する細胞の機械的損傷の可能性を排除しようと努力しています。

2014年に、バッテリーにシリコンを統合する特許は2,000件の応募で最高点に達したし、その後継続して減少した。

シリコンアノード関連特許提出した。

「しかし、このような方向の研究は、いくつかの発展をもたらすとみられ、2021年の自動車OEMはシリコンベースのバッテリーを使用しないと主張します。」とRoskillは言う。 「一般的な業界最高の選手たちの中で、私たちは、以前に記載されていない2つの新しい名前であるNexeonとShin-Etsu Chemicalを発見することができます。 Nexeonが重要なシリコン関連の特許を取得したというニュースは、2019年の終わりに出ました。 Shin-Etsu Chemicalは、バッテリ・アプリケーションを含む様々な形態のシリコンを生産する日本の主要な化学会社です。」

リチウム金属アノードのアプリケーションと関連して、アナリストは、2010年から特許出願が増加して2017年に1,200個の提出が最高潮に達し、ほとんどの活動がLG、サムスン、Boschのような最大のメーカーで発生したが、他の米国ベースの中央舞台にアクセスする会社。

その中には1989年に設立されたSion Powerがあり、現在、独自のリチウム金属電池技術を促進しています。 Energizer Holdingが所有して歴史的に一次電池に焦点を当てた会社であるEveready; そして、リチウム金属電池のガラス膜に焦点を当てて、すべての主要な最終用途のために発明を推進するPolyPlusバッテリー。

2014年のバッテリーにシリコンを統合する特許は2,000件の応募で頂点に達した。

最後に、電池業界の「聖杯」とみなされる固体電池の場合、2017年には4,000以上のアプリケーションに頂点を撮りました。この数値は減少する前に、次の年にも安定的に維持された。 2019年と2020年。

「固体電池は、エネルギー密度が高く、可燃性液体電解質を使用する最大の問題を解決することです。」とRoskillの論文は、説明します。 「温度と圧力を増やすことなく、満足のいく伝導度を達成することが、多くの企業や機関の研究目標です。」

ソリッド・ステート・バッテリー関連特許の最高譲受人のToyotaは2000年から2020年までにほぼ4,500件の出願で首位を走っています。

「この会社は、ソリッドステート技術の商用化を検討している主要な自動車メーカーの中で初めてですが、他の企業よりも電気化の約束を遅く発表しました。 このような状況が発生すると、綿密に調べる必要があるが、現在の視点から見ると、トヨタは、固体電池の分野で競争優位を占めているようです。」とのレビューは言います。

日本の巨大企業の後に、それぞれ約1,000件の特許を保有しているパナソニック、サムスン、現代がある。

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Nakama Shizuka

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