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本文约2501字，阅读约需6分钟 摘 要：日本的固态电池研究水平处于世界领先地位，本文涉及日本有关研发“梦想电池”材料和技术等相关内容。 关键字：固态电池、全固态电池、电池的未来、梦想电池、全固态锂金属电池 关于电池的未来 首都大学东京教授 金村圣志（后篇） 在全固态电池是什么？的文章中，我们可以了解到，如果“全固态电池”能够实现，将为各个行业带来巨大的便利，提高生产效率。在本文中，将介绍日本对“梦想电池”的研究。 本篇文章为日本网络媒体《FOUND》对长年从事于电池研究的金村圣志教授的采访。
首都大学东京（2020年4月起更名为东京都立大学）研究生院都市环境科学研究科，都市环境科学专业，环境应用化学领域教授。 1980年毕业于京都大学工学部工业化学专业，1987年取得京都大学工学博士。1995年就任京都大学大学院工学研究科物质能源化学专业副教授。2002年就任东京都立大学大学院工学研究科应用化学专业教授，2010年就任首都大学东京大学院都市环境科学研究科都市环境科学环分子应用化学领域教授。 2018年开始担任首都大学东京研究生院都市环境科学研究科的都市环境科学专业环境应用化学领域教授。专业领域包括陶瓷化学、电化学、能源化学。 目录 工业适用领域广阔的固态电池 日本的研究环境并不完善 “梦想电池”照亮未来 ——如果向固态电池的转移全面展开，将为各行各业注入新的活力吧？ 金村：“除非得到大规模使用，否则没有任何意义，为此有必要确立相应的电池生产技术。在此过程中，必不可少的是制造机械的发展。固态电池作为一个产业还有很大的发展空间，这也正是世界各国政府和企业都对其非常感兴趣的原因。” ——日本的研究水平如何？ 金村：“日本在固态电池方面是世界第一。不仅仅是固态电池，日本原本在电池方面的研究水平上就处于世界一流。当前主流的锂离子电池就是由美国的研究人员得出原理，由日本发展成型的一项技术。该技术已经很成熟了，现在只要拥有机器，任何人都可以制造，日本也生产该制造机器并出口海外。”
——日本电池技术发达的原因是什么？ 金村：“我不太清楚，但似乎从一开始就是这样。在铅酸电池、锰电池、镍氢电池等市场上，日本总能占据市场份额的前三位。甚至有人说'电池是日本的祖传技艺’。在固态电池的研究上，日本技术领先的原因和锂离子电池类似。日本很早就结束了锂离子电池的开发，开始进行固态电池的研究，政府机关也很早就开始支持固态电池的研究了。虽然来自中国和韩国的共同研究申请很多，但是要追上日本还是很困难的。” ——听您这么说，感觉明天就能完成大型固态电池。 金村：“但是，与前面介绍的“双极性技术”一样，它仍处于测试阶段。正如先前所说，大型固态电池距离商品化还有许多课题需要解决，而且即使实现了商品化，下一步还需要建立大规模生产技术。关于后者，我们目前也正在摸索一种类似于锂离子电池的生产工艺，这样一来就很容易预测生产成本了。”
——我明白了电池开发竞争在全世界范围内展开的原因。 金村：“关于这件事，非常感谢NEDO（新能源产业技术综合开发机构）提供数十亿日元的赞助，支援我们的研发。 但是，中国和美国都提供了数百亿日元的资金支持电池开发，其规模远超日本。 在中国，支持来源于政府，而在美国已经达成一项共识，那就是向一初创公司投资100亿日元是一件稀松平常的事情，他们只要觉得某个项目有发展前景就会立即进行投资，即使这个项目还仅仅处于原型中的起步阶段。与之相比，在日本经常会出现进行了多次试制，结果还是没有投资的情况。 从这个角度来看，美国实在是一个可怕的竞争对手。即便是在固态电池领域，美国也很有可能突然在某一天宣布某项研究取得重大发现。这听起来有点像在抱怨，但我认为在日本对待初创公司的处理方法有所欠妥。即便是决定了投资，也是一边观察情况一边一点一点投入资金，这样是很难取得成果的。
像这样的研究，只有下定决心大胆投资才能取得重大进展。有充足的资金支持，原本因缺乏资金而放弃的有发展前景的实验才能得以进行。但是很遗憾，目前的状况并非如此。 建造一个工厂至少需要100亿日元，但是如果我问'有人愿意投资吗？’，在日本估计没人愿意出手吧。我希望日本也能稍微学习一下美国，形成一种为梦想投资的思想。如此一来，研发就能进入一个良性循环。日本经常遇到稍不注意就陷入恶性循环的情况。” ——刚才您提到，日本在固态电池方面是世界一流的，在未来还会如此吗？ 金村：“我认为其他国家已经逐渐追赶上来了，尤其需要关注的是美国数十人规模的初创公司。一家拥有有趣技术的公司往往可以获得巨额投资，这样的初创公司突然站在世界的最前沿的例子在世界上比比皆是。日本在锂离子电池方面所占的份额已经被中国和韩国瓜分。如果这种情况继续下去，日本将失去固态电池的开发竞争力，那样的话可真没颜面。” ——确实，日本的氛围是不对不确定的东西进行投资。 金村：“我明白大家想要保值的心情。但是如果不冒险的话，就无法掌控未来。” ——确实如此。 金村：“固态电池因被视为有前途的投资对象，所以各种各样的企业正在参与进来，一点一点地解决着问题。我非常希望日本在世界范围内率先实现商品化。” ——最后，请问如果固态电池实现了商品化，在那之后您所认为的“梦想技术”是怎样的呢？ 金村：“简单来说，电池是由正极、负极、电解质构成的。这里提到的固态之类的东西指的是电解质。也就是说，接下来需要在正极和负极上做文章，即正极和负极使用什么材料可以提高电容。现在正在研究的也可以称作'全固态锂金属电池’。负极采用锂金属，正极采用与智能手机相同的材料，下一步要考虑的是将正极换成不同的材料。”
——是怎样的材料呢？ 金村：“空气。” ——空气？ 金村：“空气中的氧气。氧气和锂结合会产生巨大的能量。我想把它用在电池上。虽然得到了日本软银公司的支持，但从技术上讲这非常困难，目前仅仅存在于设想中。还有一个是硫磺，因为硫磺的电容量是现在使用的正极材料的7倍。寻找具有更大电容量的正极材料是梦寐以求的技术之一。” ——还有其他的吗？ 金村：“正极之后是负极材料。现在使用的锂金属只能释放出1个电子。如果能释放两个电子的话性能也应该会提高，由此想到使用镁代替锂金属，因为一个镁原子能产生两个电子。具有这样性质的材料叫做“多价离子”，今后将会出现有关如何组合这种多价离子的研究。最后是我的一个愿望，那就是希望在对现实中的“电池”这一商品进行开发研究的同时，也必须时刻不忘致力于面向未来的基础研究。”
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