鋰硫電池是以硫元素作為電池正極,金屬鋰作為負(fù)極的一種鋰電池。單質(zhì)硫在地球中儲(chǔ)量豐富，具有價(jià)格低廉、環(huán)境友好等特點(diǎn)。利用硫作為正極材料的鋰硫電池，其材料理論比容量和電池理論比能量較高，分別達(dá)到1675mAh/g和2600Wh/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于商業(yè)上廣泛應(yīng)用的鈷酸鋰電池的容量（<150mAh/g）。并且硫是一種對(duì)環(huán)境友好的元素，對(duì)環(huán)境基本沒有污染，是一種非常有前景的鋰電池。

　　據(jù)新浪新聞消息三元電池已經(jīng)嚴(yán)重過剩。目前國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)有200余家，預(yù)計(jì)2017年動(dòng)力電池整體產(chǎn)能可能將破200GWh，然而2017年各類新能源汽車對(duì)應(yīng)的鋰電裝機(jī)或僅為30GWh，產(chǎn)能利用率僅為15%左右，產(chǎn)能過剩危機(jī)來臨。這輪產(chǎn)能過剩是結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩，以低端產(chǎn)品過剩，中高端產(chǎn)品稀缺為特點(diǎn)，帶來的影響是動(dòng)力電池企業(yè)面臨上擠下壓局面、庫存嚴(yán)重以及行業(yè)集中度的進(jìn)一步提升。

　　首個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)指導(dǎo)意見落地2017年儲(chǔ)能的重要性被擺上臺(tái)面

　　來源:新浪南方能源頻道作者:綜合報(bào)道2018-01-1911:05

　　4、大量資本涌入動(dòng)力電池領(lǐng)域產(chǎn)能過剩危機(jī)來臨

　　作為移動(dòng)的儲(chǔ)能裝置，新能源汽車的動(dòng)力電池是重要的儲(chǔ)能形式。伴隨著新能源汽車的快速發(fā)展，2017年動(dòng)力電池行業(yè)投資動(dòng)作火熱：寧德時(shí)代斥資131.2億新建動(dòng)力電池生產(chǎn)基地項(xiàng)目、動(dòng)力及儲(chǔ)能電池研發(fā)項(xiàng)目；泰爾投資50億元用于新能源電池生產(chǎn)基地；銀隆總投資100億元建設(shè)新能源汽車、動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池等產(chǎn)品，孚能科技聯(lián)手北汽投資80億元打造動(dòng)力電池基地等等。

　　目前國內(nèi)動(dòng)力電池企業(yè)有200余家，預(yù)計(jì)2017年動(dòng)力電池整體產(chǎn)能可能將破200GWh，然而2017年各類新能源汽車對(duì)應(yīng)的鋰電裝機(jī)或僅為30GWh，產(chǎn)能利用率僅為15%左右，產(chǎn)能過剩危機(jī)來臨。這輪產(chǎn)能過剩是結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩，以低端產(chǎn)品過剩，中高端產(chǎn)品稀缺為特點(diǎn)，帶來的影響是動(dòng)力電池企業(yè)面臨上擠下壓局面、庫存嚴(yán)重以及行業(yè)集中度的進(jìn)一步提升。

　　網(wǎng)易汽車1月21日?qǐng)?bào)道在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上中科院院士歐陽明高說：鈷和鎳都是戰(zhàn)略物資，下一步目標(biāo)——高比能量電池正極主要是無鈷無鎳材料。

　　近期榮安地產(chǎn)只是與石墨烯基鋰硫電池生產(chǎn)商華昆能源洽談合作股價(jià)就漲了近1倍，而港股中國創(chuàng)新投資公告收購生產(chǎn)鋰硫電池的全美能源公司一天漲3成

　　中國創(chuàng)新投資急升逾三成擬收購美國電池公司股權(quán)

　　2018年01月15日15:14新浪港股

　　中國創(chuàng)新投資(0.029,0.00,0.00%)（01217）現(xiàn)價(jià)升30.77%，報(bào)3.4仙；成交約6876萬股，涉資210萬元。

　　現(xiàn)時(shí)，恒生指數(shù)(32121.94,138.53,0.43%)報(bào)31615，升202點(diǎn)或升0.65%。

　　中國創(chuàng)新投資上日收市后公布，公司與獨(dú)立第三方全美能源公司于今日簽署一份投資框架協(xié)議，內(nèi)容有關(guān)公司擬收購或認(rèn)購全美能源公司部分股權(quán)之事項(xiàng)，并通過支付現(xiàn)金、發(fā)行可換股債券或付現(xiàn)金與發(fā)行可換股債券組合的方式進(jìn)行支付。

　　全美能源公司擁可充電鋰硫電池技術(shù)，可以將現(xiàn)有鋰電池的容量最高提高80%，將制造出比現(xiàn)有鋰電池容量最多高出每千克450瓦時(shí)的新型可充電鋰硫電池。

　　看重可充電鋰硫電池技術(shù)中國創(chuàng)新投資擬收購全美能源公司

　　發(fā)布時(shí)間：2018-01-1611:52:16來源：電池中國

　　看重可充電鋰硫電池技術(shù)中國創(chuàng)新投資擬收購全美能源公司

　　中國創(chuàng)新投資公布，2018年1月12日，公司與PowerEnergySolutions,Inc.(“全美能源公司”)簽署一份投資框架協(xié)議，據(jù)此，公司擬收購或認(rèn)購全美能源公司部分股權(quán)。

　　根據(jù)框架協(xié)議，公司擬收購或認(rèn)購全美能源公司部分股權(quán)，并通過支付現(xiàn)金、發(fā)行可換股債券或支付現(xiàn)金與發(fā)行可換股債券組合的方式進(jìn)行支付。

　　具體交易對(duì)價(jià)及條款，將結(jié)合公司對(duì)全美能源公司盡職調(diào)查結(jié)果和第三方獨(dú)立評(píng)估進(jìn)行確定。各方同意簽署此框架協(xié)議后，各自開展工作，盡力在此協(xié)議簽署后6個(gè)月以內(nèi)簽署正式協(xié)議。

　　公告顯示，全美能源公司，2015年2月9日與加州大學(xué)河濱分校(UniversityofCalifornia,Riverside)簽署了采用硅-碳和硒-碳作為陽極、硫化鋰-碳作為陰極的可充電鋰硫電池發(fā)明(該項(xiàng)發(fā)明已于2016年提交了美國專利申請(qǐng))的全球排他許可權(quán)授權(quán)協(xié)議，且已經(jīng)自主研發(fā)了生產(chǎn)硅-碳和硒-碳陽極材料和硫化鋰-碳陰極材料的主要設(shè)備。

　　全美能源公司的可充電鋰硫電池技術(shù)，可以將現(xiàn)有鋰電池的容量最高提高80%，硅-碳陽極材料的每克容量可達(dá)1200毫安時(shí)(1200mAh/g)，是現(xiàn)有石墨陽極材料的三倍，通過結(jié)合使用硫化鋰-碳陰極材料，將制造出比現(xiàn)有鋰電池容量最多高出80%即每千克450瓦時(shí)(450Wh/kg)的新型可充電鋰硫電池。

　　合作方曝出跨界新能源榮安地產(chǎn)未進(jìn)行信披遭投訴2018年01月21日01:10作者：蔡方來源：大眾證券報(bào)

　　weixin搜華昆能源，關(guān)注后查看歷史信息就能看到華昆能源對(duì)其石墨烯基鋰硫電池的很多介紹文章

　　文章提到獨(dú)創(chuàng)負(fù)極保護(hù)技術(shù)和功能電解液添加劑，華昆石墨烯基能源鋰硫電池是有電解液的，不是固態(tài)電池，能量密度420wh/kg，已經(jīng)完成中試，預(yù)計(jì)今年中期量產(chǎn)。

　　石墨烯鋰硫電池龍頭股——正泰電器

　　正泰電器石墨烯電池開始量產(chǎn)

　　南存輝：智能制造成為時(shí)代的一個(gè)趨勢(shì)

　　2018-01-1911:14:53來源：鳳凰網(wǎng)財(cái)經(jīng)

　　正泰是做低壓電器起家，我們一個(gè)小開關(guān)可以超過200萬的，高質(zhì)量把這塊做上去，在大的規(guī)模上怎么提高?，F(xiàn)在我們做成了智能低壓成套系統(tǒng)，做成中高壓設(shè)備，同時(shí)我們?cè)陔娏δ芰浚茉吹姆矫?，四個(gè)方面，電、氣、水、熱四個(gè)合一。整個(gè)量測(cè)這塊形成一個(gè)解決方案，只能制造+互聯(lián)網(wǎng)。能效管理方面做成了各種各樣的解決方案，在家里用的電器，包括傳感技術(shù)，做到了智能家居，我們這個(gè)系統(tǒng)正在向全國推，以后大家可能會(huì)感受到我們系統(tǒng)非常不錯(cuò)，非常好用。同時(shí)，我們?cè)谛履茉瓷?，中國光伏使用屋頂分布式，我們做到占?0%的份量，將來會(huì)更大，這塊我們做了很多模式，居民可以付錢，不付錢。材料領(lǐng)域我們盯住了石墨烯粉體材料，做到了石墨烯電池的應(yīng)用，開始量產(chǎn)。我們把光伏的儲(chǔ)能延伸開。

　　正泰電器石墨烯電池的投資歷程

　　先看正泰電器的系列公告：

　　2016年1月29日正泰電器發(fā)布收購資產(chǎn)的公告

　　2016年2月2日正泰電器股份有限公司關(guān)于回復(fù)上海證券交易所問詢函的公告

　　2016年12月9日浙江正泰電器股份有限公司收購資產(chǎn)公告

　　2017年5月27日浙江正泰電器股份有限公司關(guān)于收購資產(chǎn)公告

　　2017年12月20日浙江正泰電器股份有限公司關(guān)于媒體報(bào)道的澄清公告

　　公告要點(diǎn)：

　　近日，浙江正泰電器股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“正泰電器”或“公司”）關(guān)注到了媒體對(duì)公司與西班牙Grabat公司合作事宜的相關(guān)報(bào)道，公司對(duì)此報(bào)道進(jìn)行了核實(shí)和調(diào)查，回復(fù)如下：

　　1、正泰電器于2016年1月和2016年12月分兩次出資以增資或購買的方式獲得西班牙GRABATENERGY,S.L.（以下簡(jiǎn)稱“Grabat公司”）的10%和15%的股權(quán)，目前公司持有Grabat公司25%的股權(quán)。

　　以上交易過程，公司均通過法定審批流程，并及時(shí)公告，具體公告請(qǐng)參考公司2016年1月28日《公司收購資產(chǎn)公告》（公告編號(hào)：臨2016-003）、2016年2月1日《關(guān)于回復(fù)上海證券交易所問詢函的公告》（公告編號(hào)：臨2016-005）和2016年12月8日《公司收購資產(chǎn)公告》（公告編號(hào)：臨2016-071）。

　　2、正泰電器的相關(guān)公告內(nèi)容均基于公司與交易對(duì)方所簽署的協(xié)議，經(jīng)核查，公司所公告的內(nèi)容是準(zhǔn)確的。公司系參股西班牙Grabat公司，并不參與Grabat公司的具體經(jīng)營管理，其網(wǎng)站也非上市公司信息披露平臺(tái)，請(qǐng)投資者以法定信息披露媒體為準(zhǔn)。

　　3、正泰電器是正泰集團(tuán)從事石墨烯電池產(chǎn)業(yè)的唯一運(yùn)作平臺(tái)，公司對(duì)于Grabat公司的投資屬于戰(zhàn)略性投資，不形成實(shí)際控制，也不并表。

　　作為公司的控股股東，正泰集團(tuán)與Grabat公司沒有股權(quán)關(guān)系和業(yè)務(wù)往來，目前沒有從事石墨烯電池相關(guān)業(yè)務(wù)，未來也不會(huì)參與該業(yè)務(wù)。

　　4、據(jù)公司向Grabat公司了解，目前石墨烯電池業(yè)務(wù)處于全自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備調(diào)試階段，由于自動(dòng)化生產(chǎn)的設(shè)備以自主研發(fā)為主，調(diào)試完成的時(shí)點(diǎn)尚存在不確定性，石墨烯電池業(yè)務(wù)短期內(nèi)也不會(huì)對(duì)公司總體經(jīng)營業(yè)績(jī)產(chǎn)生重大影響，敬請(qǐng)投資者注意投資風(fēng)險(xiǎn)。公司將積極關(guān)注進(jìn)展情況，如有重大進(jìn)展，公司將第一時(shí)間公告。

　　媒體的報(bào)道：合作雙方表述不一致正泰電器海外投資信披遭投訴

　　媒體報(bào)道中說公司與Grabat公司技術(shù)創(chuàng)始人形成一致行動(dòng)關(guān)系。這里的公司是指正泰電器股份公司，而正泰電器澄清公告說作為公司的控股股東，正泰集團(tuán)與Grabat公司沒有股權(quán)關(guān)系和業(yè)務(wù)往來，目前沒有從事石墨烯電池相關(guān)業(yè)務(wù)，未來也不會(huì)參與該業(yè)務(wù)。這是說正泰電器的控股股東與Grabat公司無關(guān)，而沒有否認(rèn)正泰電器股份公司與Grabat公司技術(shù)創(chuàng)始人形成一致行動(dòng)關(guān)系，西班牙Grabat公司愿意賣出控股權(quán)。這個(gè)澄清公告明顯是顧左右而言他。

　　從媒體報(bào)道和正泰澄清公告來看目前可以確定正泰電器將來會(huì)控股Grabat公司，關(guān)于石墨烯聚合物電池的具體構(gòu)成：

　　登錄國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站，點(diǎn)擊上方的專利檢索，再點(diǎn)擊其他國家局專利檢索入口，點(diǎn)擊歐洲專利局網(wǎng)上專利檢索，在這個(gè)頁面點(diǎn)擊高級(jí)搜索，在申請(qǐng)人處輸入Grabat，然后點(diǎn)擊下方的search，點(diǎn)擊第一個(gè)專利CARBONCOMPOSITES。再點(diǎn)擊左邊的原始文獻(xiàn)，最后點(diǎn)擊下載，就可以下載專利原始文檔了。

　　Grabat公司的這個(gè)專利說明書顯示：本發(fā)明涉及包含石墨材料和硫的復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明提供的復(fù)合材料特別適用于鋰硫電池中的電極。

　　在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“石墨”是指分層的碳的結(jié)晶形式，其中每層是石墨烯層，并且其中層之間的結(jié)合是通過范德華力鍵。在每個(gè)石墨烯層中碳原子共價(jià)鍵合（或布置）在蜂窩狀晶格中。

　　從專利來看石墨烯聚合物電池實(shí)際上是石墨烯鋰硫電池，正極為多層石墨烯負(fù)載硫，負(fù)極為金屬鋰。

　　在騰訊視頻網(wǎng)搜【正泰&GRABAT】用石墨烯做手機(jī)電池，再也不擔(dān)心爆炸了！

　　從視頻可以看到由石墨烯和硫復(fù)合構(gòu)成的黑色正極，銀白色的金屬鋰負(fù)極，電池中沒有電解液，說明使用了固態(tài)電解質(zhì)。2016年2月2日正泰電器公告該電池結(jié)構(gòu)不同于普通的電池結(jié)構(gòu)，電極為石墨烯復(fù)合電極，核心技術(shù)在于復(fù)合電極和聚合物電解質(zhì)。而聚合物電解質(zhì)是固態(tài)電解質(zhì)的一種，所以Grabat公司的石墨烯聚合物電池實(shí)際上是石墨烯固態(tài)鋰硫電池。

　　Grabat公司的石墨烯聚合物電池的優(yōu)點(diǎn)：

　　2016年1月29日公告GRABAT目前已經(jīng)獲得了國際權(quán)威認(rèn)證機(jī)構(gòu)德國TUV與西班牙DEKRA的認(rèn)證通過，測(cè)試結(jié)果顯示其能量密度可達(dá)1000WH/KG,是目前鋰電池的4倍，并能夠達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；其主要特點(diǎn)體現(xiàn)在既無記憶功能，也不會(huì)因?yàn)檫^度充放電而衰退，電池陰極不產(chǎn)生任何氣體，不會(huì)爆炸，且不存在發(fā)熱過快的問題，即使在發(fā)生短路40小時(shí)的情況下仍能恢復(fù)正常工作。該產(chǎn)品的獨(dú)特屬性成倍地提高了同類電池產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性。TUV的結(jié)論是公司石墨烯電池是一種創(chuàng)新技術(shù)的原型電池。

　　2016年2月2日公告該電池結(jié)構(gòu)不同于普通的電池結(jié)構(gòu)，電極為石墨烯復(fù)合電極，核心技術(shù)在于復(fù)合電極和聚合物電解質(zhì)，具有高比能量、大倍率和長(zhǎng)壽命等優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)該電池與目前市場(chǎng)主流鋰離子電池相比，能量密度為現(xiàn)有鋰離子電池的4倍，具有相同能量體積小、能源快速存儲(chǔ)和釋放，既無記憶功能，也不會(huì)因?yàn)檫^度充放電而衰退，電池陰極不產(chǎn)生任何氣體，不會(huì)爆炸，且不存在發(fā)熱過快的問題，即使在發(fā)生短路40小時(shí)的情況下仍能恢復(fù)正常工作，以及綜合成本低等優(yōu)勢(shì)，具有國際先進(jìn)性。

　　2016年12月9日公告GRABAT公司基于石墨烯材料開發(fā)的電池性能持續(xù)改善，穩(wěn)定性、安全性得到進(jìn)一步提升，產(chǎn)品重量同比減輕80%，體積同比減少67%，具備行業(yè)領(lǐng)先性，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，且性價(jià)比高，后續(xù)將極大推動(dòng)電動(dòng)車、電動(dòng)汽車、家庭儲(chǔ)能系統(tǒng)和其他儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。目前GRABAT公司已經(jīng)與全球相關(guān)知名公司建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，共同推進(jìn)石墨烯電池在儲(chǔ)能、特種、無人機(jī)、助力自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用。

　　以上是公告中所述的石墨烯聚合物電池的優(yōu)點(diǎn)。

　　下面再看中外媒體報(bào)道的石墨烯聚合物電池的優(yōu)點(diǎn)：

　　生產(chǎn)成本和循環(huán)壽命

　　外國網(wǎng)站的報(bào)道

　　Butastimehasprogressed,theclaimshaveswitchedfromsmalltoseeminglyoutlandish.Aproductioncostthatwouldbe77%cheaperthanequivalentlithiumionbatteries;vastlyhigherenergydensity–reportedlyasmuchas1kWh/kg–apparentlyalreadyachieved;and80%capacityat8000chargecycles.Allofthiswaswrappedupinaremarkablywellproducedvideo(inSpanish).

　　譯文：但隨著時(shí)間的發(fā)展,主張從小型轉(zhuǎn)向看似古怪的。生產(chǎn)成本會(huì)比等效的鋰離子電池便宜77%;能量密度大大提高,據(jù)報(bào)道多達(dá)1千瓦時(shí)/kg-顯然已經(jīng)實(shí)現(xiàn);和80%的容量在8000周期。所有這一切在一個(gè)包裹非常好了視頻(西班牙語)。

　　正泰1.26億參股西班牙石墨烯公司將設(shè)立合資工廠

　　來源：溫州網(wǎng)–溫州商報(bào)作者：劉海丹2016-02-0210:14:00

　　據(jù)稱用其研發(fā)的電池提供電力的電動(dòng)車最多能行駛1000公里，而充滿電時(shí)間不到8分鐘。

　　可見正泰電器投資的Grabat公司量產(chǎn)的是石墨烯固態(tài)鋰硫電池，能量密度高達(dá)1000wh/kg，循環(huán)壽命8000次后還剩余80%容量，成本比普通鋰電池低77%，而且不會(huì)起火爆炸，是目前性能最好的固態(tài)鋰硫電池，所以正泰電器是鋰硫電池的龍頭，也是固態(tài)電池的龍頭，是鋰電池的龍頭，因?yàn)樵摴鹃_始量產(chǎn)目前全球性能最好的鋰電池。

　　正泰電器或正在研發(fā)能量密度接近汽油的超級(jí)電容器

　　汽油的能量密度12000wh/kg，量產(chǎn)的三元電池的能量密度260wh/kg，量產(chǎn)的超級(jí)電容的能量密度20多wh/kg。

　　石墨烯應(yīng)用獲得新突破助力新能源車產(chǎn)業(yè)發(fā)展

　　工信部11月27日消息，寧波中車新能源科技有限公司和中科院寧波材料所聯(lián)合研發(fā)的石墨烯改性高能量密度鋰離子超級(jí)電容器，日前通過了寧波市經(jīng)信委組織的新產(chǎn)品鑒定。該類產(chǎn)品經(jīng)用戶使用，反映良好，主要技術(shù)性能符合使用要求，具備了批量投放市場(chǎng)的能力。專家認(rèn)為，產(chǎn)品單體容量達(dá)17KF、能量密度達(dá)到20Wh/kg以上、功率密度接近8kW/kg，技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

　　中車和中科院聯(lián)合研發(fā)的石墨烯改性高能量密度鋰離子超級(jí)電容器能量密度才20多wh/kg，而且專家認(rèn)為技術(shù)水平達(dá)到國際領(lǐng)先水平，那么超級(jí)電容器能量密度怎么可能接近汽油呢？下面來詳細(xì)分析：

　　先看以下一篇文章，引用文章部分內(nèi)容

　　【前瞻技術(shù)】固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——實(shí)現(xiàn)超快充電的液態(tài)電池（三）

　　引言：本文主要介紹了有可能與全固態(tài)電池進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的兩種最新的電池技術(shù)，一種是東芝開發(fā)的超快充鋰離子電池SciB，另一種是Goodenough研究室Braga女士開發(fā)出來的Li-S電池。

　　此外，被稱為“鋰離子二次電池之父”的JohnGoodenough先生的研究室研發(fā)了另外一個(gè)成果。如果將Ba加入到玻璃電解質(zhì)本身而不是正極中，以此提高電容率，同樣使得離子傳導(dǎo)率與充放電特性等有大幅增長(zhǎng)，而且充放電越是徹底容量增加越多。

　　“充放電越徹底，容量增加越多”這是一種全固態(tài)Li離子電容器嗎？

　　2017年2月底，從海外傳來令人震驚的消息，美國得克薩斯州大學(xué)Austin分校教授JohnGoodenough先生的研究室發(fā)表稱，采用某種玻璃固態(tài)電解質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)在25℃下Li離子或者Na離子傳導(dǎo)率超過10-2S/cm。而且，用上述電解質(zhì)制成的電池可在幾分鐘內(nèi)被充電。此外，在-20℃的低溫下能正常工作，充放電1200次無容量衰減。

　　上述玻璃電解質(zhì)，即氧化物系材料，如果能夠?qū)崿F(xiàn)硫化物系材料同水平的離子傳導(dǎo)率，就能打開Li空氣電池早期商業(yè)化的大門。上述發(fā)表及論文，引起了日本國內(nèi)電池研究人員的熱議，2017年11月召開的“第58屆電池討論會(huì)”上，還特別邀請(qǐng)了論文的執(zhí)筆作者M(jìn)ariaHelenaBraga女士進(jìn)行了演講（MariaHelenaBraga女士任職于葡萄牙Porto大學(xué)，擔(dān)任副教授）。電池討論會(huì)實(shí)際執(zhí)行委員長(zhǎng)九州大學(xué)教授岡田重人先生稱“這次演講是本次電池研討會(huì)的一大亮點(diǎn)”。

　　超越了眾多研究人員的理解

　　然而Braga女士的演講，內(nèi)容并不是眾多聽眾期待的高離子傳導(dǎo)率及其效果，從演講開始Braga女士就提到“最為重要的不是高離子傳導(dǎo)率高，而是高電容率“，很多研究人員表示“無法理解”，對(duì)于Braga所提到的內(nèi)容半信半疑。

　　根據(jù)Braga女士的論文，“電池研討會(huì)”上的演講內(nèi)容以及日經(jīng)雜志的采訪，Braga女士所開發(fā)技術(shù)的概要如下：首先是一種玻璃材料，由A2.99Ba0.005O1+xCl1－2x組成，其中A為L(zhǎng)i或者Na，通過少量Ba（鋇）原子的加入取代Li（或Na）原子，由于1個(gè)Ba原子可以替換2個(gè)Li（或Na）原子，因此在該材料中形成了大量的空位。Li離子等通過這些孔傳導(dǎo)，即是所謂的空位擴(kuò)散。在最新的數(shù)據(jù)中，Li離子傳導(dǎo)率為2.5×10-2S/cm。與東京工業(yè)大學(xué)等開發(fā)的硫化物系材料屬于同等水平。電勢(shì)范圍達(dá)到9V，非常寬廣。

　　電池容量達(dá)到正極容量的10倍

　　Braga等利用這種電解質(zhì)試制了一款Li-S電池，并研究了它的充放電容量。結(jié)果顯示，放電容量約為正極硫（S）容量的十倍，通過目前所掌握的理論還無法對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行說明。而且，充放電容量并未隨著循環(huán)次數(shù)增加而造成容量衰減或出現(xiàn)枝晶，在過了10個(gè)月以上，超過1萬5千次循環(huán)后，容量仍然在不斷增加。

　　實(shí)際上，關(guān)于Li-S電池中，充放電容量超過S容量，或者充放電越徹底，容量增加越多等等現(xiàn)象，其他機(jī)構(gòu)也進(jìn)行過相關(guān)研究。例如，日本的三星研究所，東京工業(yè)大學(xué)的菅野研究所等機(jī)構(gòu)也進(jìn)行過報(bào)道。盡管尚未完全闡明，但有2個(gè)假設(shè)：（1）電解質(zhì)作為活性材料發(fā)生作用，（2）電極和電解質(zhì)界面處發(fā)生了什么反應(yīng)。

　　Braga等人獨(dú)立分析得出的結(jié)論與上述觀點(diǎn)不同：“所制備電池的S本來就不起到正極的作用，Li從正極中的導(dǎo)電助劑碳材料上析出。大多數(shù)高容量電池，都是由高電容率的電解質(zhì)中產(chǎn)生分級(jí)形成的?！币簿褪钦f，容量增加的原因在于電容率ε的值隨著電解質(zhì)中的極化緩慢對(duì)齊而增加，并且電容器的電量剛好符合Q=CV=εS/d（Q：電量，C：靜電容量，S：面積，d：電極之間的距離）“（Braga女士）。

　　根據(jù)上述觀點(diǎn)，Braga女士指出了試制電池與現(xiàn)有的“雙電層電容器（EDLC）”蓄電裝置的相似之處。但是，EDLC是兩個(gè)電極均是碳材料呈對(duì)稱型的電池。而另一方面，這次的試制電池1個(gè)電極為金屬Li，屬于不對(duì)稱型。從這個(gè)意義上講，新的電池可能是一種采用固體材料作為L(zhǎng)i離子電容器（LIC）電解質(zhì)的“全固體LIC”。

　　圖BLi-S電池與雙電層電容器的混合

　　基于Braga女士的演講以及采訪，描述了Texas大學(xué)Austin分校的Braga女士和Goodenough先生等人開發(fā)的蓄電裝置概要，盡管裝置結(jié)構(gòu)類似于全固態(tài)鋰硫（Li-S）電池，但即使在充放電時(shí)，S也基本不發(fā)揮正極的功能（對(duì)氧化還原沒有貢獻(xiàn)）。隨著充放電的重復(fù)，容量會(huì)增加。容量密度接近S的10倍，接近于Li金屬的理論值。

　　充電超快速、放電速率普通

　　與EDLC或LIC有所不同，上述電池盡管充電速度非?？?，但是放電速率與一般的鋰離子二次電池（LIB）大致相同。放電特性并不像電容器那樣直線下降，而是類似于LIB一樣處于一定范圍內(nèi)的平臺(tái)電壓。從這一點(diǎn)上來說，很容易替代LIB。

　　從反鈣鈦礦晶體誕生

　　Braga女士這次沒有與Goodenough實(shí)驗(yàn)室合作，幾乎是獨(dú)立開發(fā)了這種玻璃固體電解質(zhì)（圖B-2）?！霸诿绹难芯克鵏osAlamosNationalLaboratory（LANL），她試圖為反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的”Li3ClO“晶體中造出離子傳導(dǎo)的空孔。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)試驗(yàn)，終于得到了氫氧化物相（hydroxidephase）的晶體”（Braga女士）。

　　之后，Braga女士回到葡萄牙?！捌咸蜒赖臐穸冗h(yuǎn)遠(yuǎn)高于LANL，這種氫氧化相的晶體非常容易得到?；蛘哒f濕度更高一點(diǎn)也許會(huì)更好，抱著這樣的猜測(cè)她在超過130℃的溫度，濕度略高環(huán)境中嘗試重新制作，結(jié)果得到了脫水的比氫氧化物更好的一種材料。嘗試在這種材料中添加各種材料來制造空孔，結(jié)果就找到了一種玻璃轉(zhuǎn)移溫度很低的Tg材料，這就是現(xiàn)在的這款玻璃材料?！埃˙raga女士）

　　再之后，她重復(fù)包括第一性原理計(jì)算和包括同步輻射與中子輻照在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)材料的理論分析，得出了離子傳導(dǎo)率等數(shù)值沒有錯(cuò)誤，大部分容量是來自兩極分化等等的結(jié)論。

　　Braga女士指出，這種玻璃電解質(zhì)的Li離子傳導(dǎo)率很大程度上取決于材料中含有的水分和OH-的含量。據(jù)說OH-等越少，Li離子傳導(dǎo)率越高。Braga女士稱，可以用氫氧化物相材料作為前軀體材料浸漬無紡布，再將其浸入無水乙醇中等，進(jìn)行脫水，脫氫處理。

　　能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)嗎？

　　日本某公司一位與Goodenough實(shí)驗(yàn)室一直交流的電池研究人員聲稱知道這件事情。如果一旦實(shí)現(xiàn)實(shí)用化，是否會(huì)對(duì)整個(gè)社會(huì)造成影響“玻璃電解質(zhì)如何實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)？”該研究人員指出“脫水非常重要，因?yàn)檫@種材料不防水。假設(shè)Braga女士的團(tuán)隊(duì)研究成果與解析結(jié)果全部都是正確的，但即使這樣要實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化也還是需要時(shí)間的?！?br/>
　　Braga女士提出的新理論超越了眾多研究人員的理解，所以有人提出了反對(duì)意見，請(qǐng)看下面的文章：

　　鋰電池之父94歲高齡再突破，說好的改寫電動(dòng)車格局，結(jié)果在美國被“怒懟”

　　2017-12-1614:11電動(dòng)車

　　說起這個(gè)94歲高齡的老爺子，如果你曾讀過能源圈發(fā)布過的這篇文章（文章：鋰電池之父94歲高齡再突破，將改寫電動(dòng)車格局！）你可能會(huì)有印象。

　　文章截圖

　　古迪納夫教授突破了一款新型的低成本的全固態(tài)電池。這款電池所具有相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)：不易燃燒、體積能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、充放電速度快等。該研究由科克雷爾工程學(xué)院高級(jí)研究員瑪利亞·海倫娜·布拉加（MariaHelenaBraga）與古迪納夫教授共同完成。

　　這一里程碑式的研究發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》（Energy&EnvrionmentalScience）上。

　　鋰-硫固態(tài)電池示意圖

　　研究人員的實(shí)驗(yàn)表明，他們開發(fā)出的新電池的能量密度至少是當(dāng)下鋰離子電池的三倍（原文此處文字錯(cuò)誤應(yīng)該是三十倍）。從文章中的數(shù)據(jù)來看，這款電池的完全放電的能量密度為10.5Wh/g，而在可循環(huán)電壓范圍內(nèi)，能量密度為8.5Wh/g。當(dāng)應(yīng)用于新能源汽車時(shí)，更高的能量密度意味著，一輛電動(dòng)汽車一次充電后的活動(dòng)半徑將被大幅提高。

　　此外，全固態(tài)電池的固有特性還增加了電池的充放電次數(shù)（更耐用）。同時(shí)，新電池的充電速率也得以大幅提升（只需要數(shù)分鐘，而不是以往的數(shù)小時(shí)）。

　　金屬鋰形成枝晶，造成電池短路的3維示意圖

　　在這篇論文中，古迪納夫教授的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們制備的Li-S電池的容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于根據(jù)反應(yīng)式16Li+S8=8Li2S計(jì)算得到的容量，實(shí)驗(yàn)電池的容量似乎只受到負(fù)極Li箔數(shù)量的限制。針對(duì)這一現(xiàn)象古迪納夫教授團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在反應(yīng)過程中正極S單質(zhì)并沒有與Li+發(fā)生反應(yīng)，S只是起到了決定正負(fù)極之間電勢(shì)差的作用，也就是所謂的“氧化還原核心”，從金屬Li負(fù)極遷移到正極的Li+在S的表面再次沉積為金屬Li。也就是說整個(gè)過程中S沒有發(fā)生任何化學(xué)變化，所以真正限制電池容量的只是金屬Li負(fù)極的數(shù)量。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于化學(xué)儲(chǔ)能電池而言是顛覆性的，由于正極活性物質(zhì)并不參與反應(yīng)，電池的容量完全由負(fù)極Li箔的數(shù)量所決定，這為高比能量鋰離子電池的開發(fā)提供了一個(gè)嶄新的天地——少量的正極配合足量的負(fù)極，就可以實(shí)現(xiàn)超高容量和比能量。

　　在論文中，研究者們使用了非晶電解質(zhì)取代了常規(guī)電池中所使用的液體電解質(zhì)。與常規(guī)電池中的液體電解質(zhì)相似，這種固態(tài)電解質(zhì)也能很好的通導(dǎo)鋰離子與鈉離子。不僅如此，由于這種固體電解質(zhì)其導(dǎo)帶（conductionband）的能量要高于鋰的費(fèi)米能級(jí)，因而不會(huì)形成在常規(guī)電池中出現(xiàn)的固態(tài)-電解質(zhì)界面膜，從而提升了電池的效率。

　　另一方面，與堿金屬陽極接觸的固態(tài)電解質(zhì)能夠有效地避免陽極生成枝晶結(jié)構(gòu)，因而能夠完全消除鋰離子電池中的安全隱患。

　　研究人員還發(fā)現(xiàn)，這種電池能在保持很低的電池內(nèi)阻情況下，能實(shí)現(xiàn)多達(dá)1200余次的充放電。下圖給出了電池長(zhǎng)達(dá)1000多小時(shí)的充放電測(cè)試曲線。從這個(gè)電壓-時(shí)間曲線中，可以看出這款新型鋰-硫電池在很長(zhǎng)的循環(huán)壽命中，仍然能夠保持非常穩(wěn)定的放電電壓。

　　鋰-硫固態(tài)電池充放電實(shí)驗(yàn)，電池電壓與時(shí)間示意圖

　　但是這一重大發(fā)現(xiàn)最近卻遭到了來自美國普林斯頓大學(xué)的研究人員DanielA.Steingart等人的質(zhì)疑，近日他們同樣在《能源與環(huán)境科學(xué)》發(fā)表了一篇名為《Commenton‘‘Alternativestrategyforasaferechargeablebattery’’byM.H.Braga,N.S.Grundish,A.J.MurchisonandJ.B.Goodenough,EnergyEnviron.Sci.,2017,10,331–336》的文章，公開對(duì)Goodenough先生的研究成果提出了質(zhì)疑。

　　在文章中指出，根據(jù)古迪納夫教授提出的理論，金屬Li從負(fù)極分解，遷移到正極再次沉積為金屬Li，這個(gè)過程金屬Li化學(xué)狀態(tài)并沒有發(fā)生變化，因此自由能G變化為0；正極的單質(zhì)S不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此自由能G變化為0；整個(gè)過程中正極的Cu箔不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，因此自由能G變化為0。也就是說在整個(gè)放電過程中，體系的自由能變化為0，那么整個(gè)放電反應(yīng)就失去了驅(qū)動(dòng)力，也就是這不可能是一個(gè)自發(fā)的反應(yīng)。

　　對(duì)于古迪納夫教授提出的S作為“氧化還原核心”的理論，文章也提出了質(zhì)疑，認(rèn)為金屬Li與單質(zhì)S接觸后會(huì)自發(fā)的反應(yīng)生成Li2S，如果真如古迪納夫教授在文章中提出的正極會(huì)以金屬Li和單質(zhì)S的形式存在，那么就需要Li2S能夠自發(fā)的分解生成金屬Li和單質(zhì)S，但是從熱力學(xué)的角度這顯然是不可能發(fā)生的。

　　因此，DanielA.Steingart認(rèn)為Goodenough提出的反應(yīng)機(jī)理是錯(cuò)誤的，并提出了自己的觀點(diǎn)，DanielA.Steingart認(rèn)為之所以導(dǎo)致Goodenough團(tuán)隊(duì)的電池釋放出超過理論值的容量的根本原因在于固態(tài)電解質(zhì)與金屬Li和正極S單質(zhì)發(fā)生的副反應(yīng)，而這一副反應(yīng)是多次可逆的，從而導(dǎo)致了電池容量高于僅僅靠計(jì)算S正極所得到的理論容量。

　　古迪納夫教授在鋰電界的地位可以說是無人能及的，以至于大家對(duì)于其的觀點(diǎn)很少提出質(zhì)疑。無法對(duì)于他們的理論做出判斷誰才是對(duì)的，但我們希望學(xué)術(shù)界能夠有更多的DanielA.Steingart一樣的人，能夠在一片叫好聲中，勇于發(fā)表自己的觀點(diǎn)，只有這樣我們的學(xué)術(shù)研究才能不斷前進(jìn)，我們的技術(shù)才能不斷進(jìn)步。更加期待古迪納夫教授在有生之年能夠改變電池車格局。

　　研究人員的實(shí)驗(yàn)表明，他們開發(fā)出的新電池的能量密度至少是當(dāng)下鋰離子電池的三倍（原文此處文字錯(cuò)誤應(yīng)該是三十倍）。從文章中的數(shù)據(jù)來看，這款電池的完全放電的能量密度為10.5Wh/g，而在可循環(huán)電壓范圍內(nèi)，能量密度為8.5Wh/g。當(dāng)應(yīng)用于新能源汽車時(shí)，更高的能量密度意味著，一輛電動(dòng)汽車一次充電后的活動(dòng)半徑將被大幅提高。

　　8.5Wh/g、10.5Wh/g換算為Wh/kg為8500Wh/g、10500Wh/g，而當(dāng)下普遍使用的三元電池能量密度為260Wh/g，所以我認(rèn)為原文三倍應(yīng)為三十倍。

　　再看另一篇文章

　　鋰電泰斗Goodenough老爺子的最新研究居然被“懟”了

　　2017-12-2011:50

　　近日小編聽到一個(gè)重磅消息，鋰電泰斗Goodenough老爺子的一篇重量級(jí)文章在美國居然被“懟”了！究竟怎么回事，抓緊時(shí)間上車，帶大家了解一下事情的全過程。

　　說起被“懟”的這篇文章，小編還曾做過相關(guān)的報(bào)道，熟悉們公眾號(hào)的朋友可能還有印象，我們?cè)诮衲甑?月8號(hào)發(fā)表過一篇名為《94歲老爺子再發(fā)威，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)高安全性、快速充電全固態(tài)鋰電池》的文章，對(duì)Goodenough老先生的最新研究成果做了報(bào)道。

　　在這篇論文中，Goodenough老先生的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)他們制備的Li-S電池的容量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于根據(jù)反應(yīng)式16Li+S8=8Li2S計(jì)算得到的容量，實(shí)驗(yàn)電池的容量似乎只受到負(fù)極Li箔數(shù)量的限制。針對(duì)這一現(xiàn)象Goodenough團(tuán)隊(duì)認(rèn)為在反應(yīng)過程中正極S單質(zhì)并沒有與Li+發(fā)生反應(yīng)，S只是起到了決定正負(fù)極之間電勢(shì)差的作用，也就是所謂的“氧化還原核心”，從金屬Li負(fù)極遷移到正極的Li+在S的表面再次沉積為金屬Li。也就是說整個(gè)過程中S沒有發(fā)生任何化學(xué)變化，所以真正限制電池容量的只是金屬Li負(fù)極的數(shù)量。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于化學(xué)儲(chǔ)能電池而言是顛覆性的，由于正極活性物質(zhì)并不參與反應(yīng)，電池的容量完全由負(fù)極Li箔的數(shù)量所決定，這為高比能量鋰離子電池的開發(fā)提供了一個(gè)嶄新的天地——少量的正極配合足量的負(fù)極，就可以實(shí)現(xiàn)超高容量和比能量。

　　但是這一重大發(fā)現(xiàn)最近卻遭到了來自美國普林斯頓大學(xué)的研究人員DanielA.Steingart等的質(zhì)疑，近日他們同樣在Energy&EnvironmentalScience上發(fā)表了一篇名為《Commenton“Alternativestrategyforasaferechargeablebattery”byM.H.Braga,N.S.Grundish,A.J.MurchisonandJ.B.Goodenough,EnergyEnviron.Sci.,2017,10,331–336》的文章，公開對(duì)Goodenough先生的研究成果提出了質(zhì)疑。

　　在文章中DanielA.Steingart指出，根據(jù)Goodenough先生提出的理論，金屬Li從負(fù)極分解，遷移到正極再次沉積為金屬Li，這個(gè)過程金屬Li化學(xué)狀態(tài)并沒有發(fā)生變化，因此自由能G變化為0（如下式1和2所示）；正極的單質(zhì)S不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此自由能G變化為0（如下式3所示）；整個(gè)過程中正極的Cu箔不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，因此自由能G變化為0（如下式4所示）。也就是說在整個(gè)放電過程中，體系的自由能變化為0，那么整個(gè)放電反應(yīng)就失去了驅(qū)動(dòng)力，也就是這不可能是一個(gè)自發(fā)的反應(yīng)。

　　對(duì)于Goodenough先生提出的S作為“氧化還原核心”的理論，DanielA.Steingart也提出了質(zhì)疑，認(rèn)為金屬Li與單質(zhì)S接觸后會(huì)自發(fā)的反應(yīng)生成Li2S，如果真如Goodenough在文章中提出的正極會(huì)以金屬Li和單質(zhì)S的形式存在，那么就需要Li2S能夠自發(fā)的分解生成金屬Li和單質(zhì)S，但是從熱力學(xué)的角度這顯然是不可能發(fā)生的。

　　因此，DanielA.Steingart認(rèn)為Goodenough提出的反應(yīng)機(jī)理是錯(cuò)誤的，并提出了自己的觀點(diǎn)，DanielA.Steingart認(rèn)為之所以導(dǎo)致Goodenough團(tuán)隊(duì)的電池釋放出超過理論值的容量的根本原因在于固態(tài)電解質(zhì)與金屬Li和正極S單質(zhì)發(fā)生的副反應(yīng)，而這一副反應(yīng)是多次可逆的，從而導(dǎo)致了電池容量高于僅僅靠計(jì)算S正極所得到的理論容量。

　　其實(shí)，我們從常識(shí)來分析Goodenough老先生的這篇文章，也能夠發(fā)現(xiàn)其破綻——自發(fā)反應(yīng)必然是靠自由能G的降低進(jìn)行推動(dòng)的，一個(gè)自由能G30的反應(yīng)無論是在什么情況下都不能自法進(jìn)行的，即便是文章中用費(fèi)米能級(jí)理論對(duì)這一漏洞進(jìn)行深入的包裝，也無法違背宇宙中最基本的定律。