現在，從智能手機到無人機再到電動汽車，均可采用鋰離子電池提供能源。據日本市場研究機構富士經濟（Fuji Keizai）預計，今年全球新一代電池市場市值將達42億日元（約合2.77億元人民幣），到2035年將達2.7萬億日元（約合1779.75億元人民幣）。

可充電電池一直是日本企業的一大強項，但近年來，該行業遇到了強大的中國和韓國競爭對手。比如，中國的寧德時代、日本的松下、韓國的LG化學分別位列汽車電池制造商前三名，而且LG化學還是歐洲汽車制造商的主要電池供應商。在此背景下，日本很多電池初創公司也涌現出來，致力于打造高性能電池組，與主要的電池制造商爭奪市場份額。

3Dom——能量是鋰離子電池兩倍的鋰金屬電池

3Dom是2014年從東京都立大學（Tokyo Metropolitan University）中衍生出來的電池初創公司。該公司原先只有一個人——東京都立大學的Kiyoshi Kanamura教授，他也是該公司的工程師。但之后，在新業務的吸引下，松下等大型家電公司和汽車制造商的工程師都聚集到Kiyoshi Kanamura教授的麾下。現在，3Dom已經有大約70名工程師，一半都是過去一年中新加入的。

3Dom的目標是在2022年將其鋰金屬電池實現商業化。該公司表示，其電池的能量是同等重量鋰離子電池的兩倍，而且其性能已經得到驗證。此外，3Dom還表示，該電池可極大地增加電動汽車的續航里程。該家電池制造商希望有朝一日，其產品可為飛行汽車供電。

目前大多數鋰離子電池的負極采用碳材料，但3Dom采用的是鋰金屬，優點在于可以很容易增加電池的儲能能力，但是容易短路和起火。

起火是由于不均勻化學反應導致負極表面生長枝晶而引起，于是，該公司研發了一種分離裝置，以控制枝晶。該分離裝置有直徑達幾百納米（一納米是一米的十億分之一）的球形孔，而且球形孔排列非常整齊且大小均勻，可使離子均勻流動，也可實現均勻的化學反應，從而限制了枝晶生長。該分離裝置還由一種高耐熱塑料——聚酰亞胺制成，即使在400攝氏度的高溫下也不會燃燒。

目前，3Dom正在美國西雅圖郊區生產鋰離子電池，并計劃明年在美國再建一家工廠，為新一代電池的生產做準備。

Azul Energy——將含鐵黑色燃料作為催化劑提升金屬空氣電池性能

與此同時，總部位于日本仙臺市的初創公司Azul Energy關注的不是完整的電池，而是決定電池性能的材料。該公司由首席執行官Koju Ito、首席科學技術官Hiroshi Yabu以及Hiroya Abe博士于2019年聯合創辦。

Hiroshi Yabu是日本東北大學（Tohoku University）材料科學副教授，幾年前受到學生一個評論的啟發，認為有可能用顏料作為電池催化劑，盡管現在幾乎沒有顏料被用作電池催化劑。

Yabu教授專注于研發一種金屬空氣電池，此種電池利用空氣中的氧氣作為正極的反應材料，利用金屬作為負極的反應材料。金屬空氣電池的儲電量和放電量是鋰離子電池的3倍到10倍，被認為是“終極電池。”

不過，金屬空氣電池只能輸出少量電流，因此，盡管這種電池具有優異的充放電性能，但并不適用于電動汽車。目前，此類電池90%都應用于助聽器。

當Yabu教授利用一種含鐵黑色顏料作為催化劑取代傳統的錳催化劑時，電流一度可增加20%至30%。他的目標是進一步提高電池的容量，以便可用于無人機。Azul公司計劃采用此種催化劑，與一家電池制造商合作研發一款金屬空氣電池。

此外，Azul還邀請了日本精密化學制造、膠片、存儲媒體和相機制造商富士膠片（Fujifilm）的工程師Koju Ito擔任該公司的總裁和創始成員。

AC Biode——比鋰離子電池續航長30%的AC電池

日本京都初創公司AC Biode成立于201年，專注于研發了采用交流電而不是直流電進行充放電的電池——AC電池。與外部的一個開關一起，該款電池能夠利用一個電池和一個開關制造出交流電，且不考慮電極的數量。該公司表示，與尺寸類似的鋰離子電池相比，此種電池的續航時間長30%。此外，該款電池可將逆變器和轉換器的數量降至最低，因而可降低電池器件的成本；電池的使用壽命可增加2倍，還可與現有的電池材料和電池生產線兼容；而且無論是何種鋰離子電池，鉛酸還是全固態電池，都可以實現；極具靈活性，可利用交流電應用于現有的系統/基礎設施，也容易轉換為直流電。

2019年，該公司獲得了荷蘭公司InnoEnergy的資助，后者主要為創新能源研究項目提供資金援助。AC Biode表示，將于2021年中期，在無人機上首次試驗該款電池。

Connexx Systems——Shuttle Battery比同等大小鋰離子電池能量高4倍

總部位于日本京都府Seika縣的初創公司Connexx Systems于2011年8月24日成立，正在研發Shuttle Battery電池，可通過混合氫氣和氧氣發電。該電池是一種結合固體氧化物燃料電池（SOFC）與鐵-空氣電池的蓄電池。燃料電池需要提供氫，Shuttle Battery就利用鐵的氧化還原反應來制造氫，提供給燃料電池。從理論上看，與同等大小的鋰離子電池相比，Shuttle Battery產生的能量要高出4倍。目前，該公司約有50名員工，希望能夠在2022年將該電池實現商業化。

由于主流電池制造商和汽車制造商之間保持著強大的聯系，初創公司要想打入汽車市場，其實并不容易。日本瑞穗實業銀行（Mizuho Bank）密切關注電池市場的高級研究員Tang Jin就表示：“要想在競爭中生存下來，此類初創公司需要與主要電池制造商和客戶合作，迅速擴大生產。” 例如，松下就在與日本汽車制造商豐田合作研發全固態電池，而且還與特斯拉一起運營電池工廠。