鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:875次 | 2020年07月09日
無(wú)負(fù)極電池將顛覆電動(dòng)汽車和手機(jī)電池?
十二月二十三日,美國(guó)麻省理工大學(xué)(MIT)取得了電池技術(shù)的突破性成果,其新研發(fā)出來(lái)的無(wú)負(fù)極電池或?qū)㈩嵏渤良帕?0多年的傳統(tǒng)鋰離子電池行業(yè),并有望在未來(lái)1-2年內(nèi)投入使用,使得智能手機(jī)變得薄如卡片,手機(jī)待機(jī)時(shí)間和電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程翻翻,而且電池價(jià)格變得更低。
據(jù)悉,這種第三代鋰離子電池使用一種超薄到近乎沒有的金屬負(fù)極和更加安全的電解液。根據(jù)美國(guó)權(quán)威的獨(dú)立電池測(cè)試實(shí)驗(yàn)室A123公司今年十月份的驗(yàn)證,它的2Ah產(chǎn)品原型的能量密度達(dá)到了每升1337瓦時(shí)(Wh/L),這超過了目前蘋果、三星,小米和特斯拉電池能量密度的2倍,這一項(xiàng)成果突破了目前世界最高記錄,還獲得了包括美國(guó)R&D100獎(jiǎng)(科技創(chuàng)新的奧斯卡)和美國(guó)能源部清潔能源獎(jiǎng)等一系列知名的科技創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)。
根據(jù)美國(guó)能源部的含義,第一代鋰離子電池使用石墨負(fù)極,最多能達(dá)到600Wh/L的能量密度;第二代鋰離子電池使用硅負(fù)極,最高能取得800Wh/L左右的能量密度;第一代和第二代都屬于傳統(tǒng)的鋰離子電池。而第三代鋰離子電池將使用更高能量密度的金屬負(fù)極甚至做到無(wú)負(fù)極,能超過1000Wh/L的能量密度。
專家表示,盡管過去20年間各類技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn),計(jì)算機(jī)的體積大大縮小,現(xiàn)在新型智能手表的計(jì)算能力比阿波羅登月飛船的都要強(qiáng)大,然而最普遍的可充電電池鋰離子電池技術(shù)卻一直停滯不前。
電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程在很大程度上取決于電池技術(shù)的進(jìn)步。當(dāng)前全球諸多電池技術(shù)的創(chuàng)新預(yù)示著這個(gè)進(jìn)程會(huì)加快,尤其是假如能出現(xiàn)顛覆性的電池技術(shù),整個(gè)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)格局和商業(yè)模式都有可能發(fā)生預(yù)想不到的變化,,國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心公司研究所副所長(zhǎng)張永偉說(shuō)。
電池由四部分構(gòu)成:正極,負(fù)極,電解液和隔膜。
大部分電池公司都扎堆在正極材料的生產(chǎn)上,傳統(tǒng)消費(fèi)類電子產(chǎn)品通常使用的是高能量密度的鋰鈷氧(LCO)。正極材料的研發(fā)創(chuàng)新周期很快,一般每年都有5%的能量密度方面的提升,但這種創(chuàng)新非常漸進(jìn)和零散,而且不同的應(yīng)用和公司會(huì)選擇不同的正極。
在負(fù)極方面,創(chuàng)新相對(duì)來(lái)說(shuō)要困難很多,一般每10年到20年才有一次大的突破,這也是為何電池由負(fù)極決定屬于哪一代,胡啟朝博士說(shuō)。
目前的負(fù)極重要是以石墨為主,優(yōu)點(diǎn)是非常成熟和廉價(jià),缺點(diǎn)能量密度很低。在負(fù)極供應(yīng)商中,幾乎沒有技術(shù)差異,重要靠降低成本來(lái)競(jìng)爭(zhēng)。電解液方面呈現(xiàn)非常多樣和分散的態(tài)勢(shì),但不同產(chǎn)品差異很小。隔膜方面的一些核心技術(shù)重要由日本和美國(guó)公司掌握,利潤(rùn)很高,但是隨著先進(jìn)技術(shù)的推進(jìn),他們的優(yōu)勢(shì)和壟斷地位也在逐漸消失。