華裔創(chuàng)企推新型動(dòng)力電池 單體能量密度遠(yuǎn)超特斯拉

一、全新雙電解液鋰電池

近日,美國(guó)24M公司宣稱:今年4月28號(hào),在佛羅里達(dá)州舉辦的國(guó)際電池研究展覽會(huì)上,他們將向公眾展示一種全新的、高性能低成本的“雙電解液鋰電池”。

為了解雙電解液電池的優(yōu)點(diǎn),我們不妨先看看傳統(tǒng)電池。

一般的電池,僅有一種電解液在兩極間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)生成的陰陽(yáng)離子在電解液中流動(dòng)以平衡兩邊電勢(shì)差。然而,在反應(yīng)過(guò)程中,兩電極處會(huì)聚集越來(lái)越多的陽(yáng)/陰離子,形成極高的反壓差,阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,這個(gè)問(wèn)題被稱為極化反應(yīng)。

而這種新型電池,陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)各有一種電解液,各自參與反應(yīng),兩種液體由一種非滲透電池隔膜隔開(kāi),兩邊液體不互通,電勢(shì)差由外部鹽橋離子的流動(dòng)來(lái)平衡,而電子通過(guò)外部電路形成電流。這樣,陰陽(yáng)離子并不會(huì)在電極處大量聚集,從而有效地避免了極化反應(yīng)。因此,這種雙液電池的放電持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng),副反應(yīng)更少,整體電能效率更高。

基于雙電解液技術(shù),24M公司的鋰電池單體能量密度達(dá)到了350Wh/kg,安全性、充放電循環(huán)壽命進(jìn)一步提高,成本也大幅降低。

二、半固態(tài)電極平臺(tái)

24M公司能做到這個(gè)地步,雙液技術(shù)僅是一部分,其獨(dú)有的 “24M半固態(tài)電極平臺(tái)”也功不可沒(méi)。

24M公司CEO Rick Feldt(瑞克·費(fèi)爾特)說(shuō):

“24M 半固態(tài)電極平臺(tái)是雙液系統(tǒng)的基礎(chǔ),它極大地提升了整體生產(chǎn)效率,也開(kāi)拓了全新的電池單體設(shè)計(jì)、電化學(xué)反應(yīng)。不僅如此,24M的半固態(tài)單體結(jié)構(gòu)還能消除全固態(tài)電池中尚未解決的“界面問(wèn)題”——即固態(tài)電極液和固態(tài)電極間無(wú)濕潤(rùn)性,兩界面難以充分接觸,組分又相互擴(kuò)散,導(dǎo)致電池內(nèi)阻急劇增大,電池壽命極低的問(wèn)題?！?/p>

“24M公司正在與數(shù)個(gè)世界頂級(jí)制造商合作,我們已經(jīng)證明了這種設(shè)計(jì)能夠兼顧產(chǎn)能和生產(chǎn)收益?！?/p>

“使用這種半固態(tài)電極平臺(tái)+雙電解液技術(shù),我們無(wú)疑已經(jīng)顛覆了鋰電池行業(yè)。不僅如此,這種技術(shù)還擴(kuò)大了電解液的選擇范圍,我們希望這種技術(shù)能成為行業(yè)所有公司的發(fā)展方向,在4.28號(hào)國(guó)際電池研究展覽會(huì)上,Naoki(直樹(shù))將引導(dǎo)大家討論研究,包括純水等其他迄今為止尚未被試驗(yàn)過(guò)的材料?！?/p>

對(duì)此,日本伊藤誠(chéng)貿(mào)易公司總經(jīng)理Koji Hasegawa對(duì)24M贊揚(yáng)道:

“歸功于24M公司在固態(tài)離子和半固態(tài)電極上面的成就,這種獨(dú)特的設(shè)計(jì),在鋰電池性能提升愈發(fā)困難的今天,為鋰電單體和電化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計(jì)提供了全新的思路?！?/p>

三、相較于傳統(tǒng)電池的優(yōu)勢(shì)

據(jù)《中國(guó)制造2025》規(guī)劃:到2020年,中國(guó)動(dòng)力電池單體能量密度要達(dá)到300Wh/kg;到2025年,單體能量密度達(dá)到400Wh/kg。

目前市面上,代表中國(guó)鋰電技術(shù)最高水平的寧德時(shí)代NCM811電芯,單體能量密度在270-280Wh/kg左右。而特斯拉所用的松下2170電芯,是已量產(chǎn)裝車的最高單體能量密度電芯,為260Wh/kg。

可見(jiàn),傳統(tǒng)鋰電池的發(fā)展已經(jīng)非常困難。在保證電池安全的前提下,提升能量密度非常緩慢,提升的成本也越來(lái)越高,而300Wh/kg,是行業(yè)專家預(yù)測(cè)傳統(tǒng)鋰電池的單體能量密度極限。

相較于傳統(tǒng)電池,24M公司這種雙電解液半固態(tài)電池目前已經(jīng)達(dá)到了350Wh/kg單體能量密度。據(jù)稱,24M公司下一步目標(biāo)是將單體能量密度提升至400Wh/kg,這已是中國(guó)2025年的發(fā)展目標(biāo)。

不僅如此,由于半固態(tài)電極平臺(tái)采用了全新鋰電池單體結(jié)構(gòu),60%以上的非儲(chǔ)能材料被去掉,結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,在電池充放電循環(huán)中,內(nèi)阻力更小,循環(huán)壽命大大改善。以目前電動(dòng)車電池平均1000次的充放電循環(huán)壽命來(lái)說(shuō),這種新電池的循環(huán)壽命可以提升7倍。

這對(duì)純電動(dòng)車企及用戶,無(wú)疑是一個(gè)福音。