解鎖鋰離子電池的下一代技術(shù)路線

　　預(yù)計2018年8月至2021年期間，全球鋰離子電池產(chǎn)能將從170GWh增長至590GWh。在電池制造商努力提高電池產(chǎn)量、滿足快速增長的需求的同時，汽車制造商與投資者也在探索下一代電池技術(shù)，以提高電池產(chǎn)品性能、甚至是取代現(xiàn)有電池產(chǎn)品 。在本研究報告中，我們對鋰離子電池的三類主要技術(shù)發(fā)展方向進(jìn)行對比分析，探討技術(shù)的優(yōu)勢、應(yīng)用障礙以及可能的開發(fā)歷程。

　　首先，研發(fā)生產(chǎn)鈷含量較低、甚至是不含鈷的電池已成為開發(fā)下一代鋰離子電池的重要方向。對于鋰離子電池制造商與汽車制造商來說，由于鈷金屬較為昂貴，且需要從剛果民主共和國大量進(jìn)口，因此急需擺脫或者降低對于鈷的依賴。包括Johnson Matthey與Nano One公司等在內(nèi)的企業(yè)已經(jīng)研發(fā)出了減少鈷含量、甚至是替代鈷的方法。

　　其次，為降低新能源汽車大規(guī)模推廣應(yīng)用面臨的充電問題，具備快充能力的鋰離子電池也成為汽車制造商與電池制造商們的重要研發(fā)方向。以色列電池公司StoreDot正是致力于此，并自稱成功開發(fā)出了一款讓手機(jī)在60秒內(nèi)充滿電，并可讓新能源汽車在短短幾分鐘內(nèi)充滿電的新型電池。

　　再次，各大電池公司還在競相推出高能量密度電池。高能量密度電池的實(shí)現(xiàn)方式之一是用包括硅或金屬鋰在內(nèi)的高能量密度材料替代原有的石墨負(fù)極材料。美國兩大電池公司——Sila Nanotechnologies公司與Enovix公司分別采用不同的方法研發(fā)出了硅負(fù)極材料。韓國的三星SDI公司則將重心放在了一種名為“石墨烯球”的硅與石墨復(fù)合材料的研發(fā)上。

　　此外，固態(tài)電池由于可以實(shí)現(xiàn)較高的能量密度、良好的安全性以及較長的循環(huán)壽命，也被寄予厚望。固態(tài)電池的技術(shù)核心在于電解質(zhì)材料的選取和應(yīng)用，因此我們以電解質(zhì)材料體系作為分類依據(jù)，分別選取混合固液電解質(zhì)、無機(jī)電解質(zhì)以及固態(tài)聚合物電解質(zhì)這三類電解質(zhì)材料體系對固態(tài)電池進(jìn)行具體分析。這三類固體電池體系雖然具有良好前景，但都需要一定時間才能迎來規(guī)?；陌l(fā)展和應(yīng)用。

　　一組數(shù)據(jù)

　　36萬噸

　　預(yù)計2030年，鈷金屬的年需求量將達(dá)到36萬噸

　　5分鐘

　　采用StorageDot公司生產(chǎn)的電池，能讓新能源汽車在5分鐘內(nèi)充滿電

　　20%

　　若采用鋰金屬負(fù)極材料，金屬鋰的需求量將上漲20%