锂电池发展获新突破，使用寿命将增加一倍？
来源：宝鄂实业
2019-03-30 10:20
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据外媒报道，当地时间11月12日，宾夕法尼亚州立大学（PennState）在《NatureEnergy》杂志上发表的研究结果表明，更持久、充电速度更快以及更安全的锂金属电池是有可能实现的。该项研究由美国能源部（theU．SDepartmentofEnergy）提供资助，研究人员研发出一种三维交连聚合物海绵，可附着在电池阳极的金属镀层上。
宾夕法尼亚州立大学机械工程教授兼该项目首席研究员王东海表示：“该项目旨在研发下一代锂金属电池。在电池中试用锂金属已经持续了几十年，但是有些基本问题阻碍了锂金属电池的发展。”
在附加应变下，如电动车辆需要采用快速充电法，锂离子电池（Li）易受枝晶生长（针状结构）影响，从而缩短电池循环寿命，并可能引起火灾或爆炸等威胁安全的问题。王教授表示：“我们的方法是在锂金属界面上使用聚合物。该材料是一个多孔海绵，不仅可以让锂离子转移，还能抑制锂离子变质，即使在低温和快速充电的条件下，也可让金属镀层不生长枝晶。”
该项研究可让更强大、更稳定的金属电池技术成为日常生活中不可或缺的部分。王教授表示：“用于电动汽车中，该金属电池可以增加其续航里程，其还可以为智能手机提供更长寿命的电池。”
未来，该研究小组将探索其在大型电池芯中的实际应用，以验证该技术的优势和可行性。王教授表示：“我们希望推动此类技术向前发展，通过该项研究，我们很肯定可以将锂金属电池的使用寿命延长一倍。”
据外媒报道，电池材料初创公司24M宣布，已研发出一个“双电解质”架构，能够显著提升电动汽车的电池性能。改进锂离子电池引发了类似于“打地鼠”（whack-a-mole）的效应，提高了电池中的一种属性（如能量密度），就可能会破坏另一种运行特性（如循环寿命）。
但是24M研发的双电解质可能可以改变此类情况，该架构可让不同的电解质分别置于电池阴阳极两侧，如此一来，电池设计师就不必让一种电解质为两侧服务，从而使得24M可以独立地优化两种电解质。
长期来看，该技术可让金属锂离子电池成为现实，金属锂离子电池中的每一块电池芯所含的能量都远远超过目前市场上的电池。但是，此类电池设计的缺点是阳极一侧易形成枝晶，从而限制电池的使用寿命。如今，24M公司可以选择一种阳极电解液来减少枝晶的形成，同时选择一种阴极电解液来处理更高的电压。
据报道，固态电池等其他电池法距离实现大规模商业化还需很多年的时间。但是，24M表示，能够将其双电解质设计应用于其专有的半固态电解质生产线中。近几个月以来，该公司已经打造了数十个电池单元，并跟踪了电池性能的改善情况。尽管如此，仍还需要几年的时间才能实现商业化。
电动汽车需要更高的能量密度才能驱动更长的续航里程。根据全球知名能源咨询顾问公司伍德麦肯兹（WoodMackenzie）的电池数据，如今的电池每千克可提供180至240瓦时的能量。而24M的高管表示，双电解质架构的电池每千克可提供350瓦时的能量。而且相信，结构还能改善，将电池能量提升至每千克450或500瓦时，但是面临的挑战是如何确保该架构在电池循环周期内保持足够的性能，以便发挥作用。
24M已经与一位未披露名字的国际公司签约，合作研发和制造专用分离器。如果该举措成功，双电解质架构可能会在其他需要能量密度的应用中发挥作用，如个人电子产品和航空航天业。该项技术也不会局限于金属锂，此类化学物质保证了最高的能量密度，但是设计师可以使用双电解质来定制电池的其他属性，如充电速度。
宾夕法尼亚州立大学机械工程教授兼该项目首席研究员王东海表示：“该项目旨在研发下一代锂金属电池。在电池中试用锂金属已经持续了几十年，但是有些基本问题阻碍了锂金属电池的发展。”
在附加应变下，如电动车辆需要采用快速充电法，锂离子电池（Li）易受枝晶生长（针状结构）影响，从而缩短电池循环寿命，并可能引起火灾或爆炸等威胁安全的问题。王教授表示：“我们的方法是在锂金属界面上使用聚合物。该材料是一个多孔海绵，不仅可以让锂离子转移，还能抑制锂离子变质，即使在低温和快速充电的条件下，也可让金属镀层不生长枝晶。”
该项研究可让更强大、更稳定的金属电池技术成为日常生活中不可或缺的部分。王教授表示：“用于电动汽车中，该金属电池可以增加其续航里程，其还可以为智能手机提供更长寿命的电池。”
未来，该研究小组将探索其在大型电池芯中的实际应用，以验证该技术的优势和可行性。王教授表示：“我们希望推动此类技术向前发展，通过该项研究，我们很肯定可以将锂金属电池的使用寿命延长一倍。”
据外媒报道，电池材料初创公司24M宣布，已研发出一个“双电解质”架构，能够显著提升电动汽车的电池性能。改进锂离子电池引发了类似于“打地鼠”（whack-a-mole）的效应，提高了电池中的一种属性（如能量密度），就可能会破坏另一种运行特性（如循环寿命）。
但是24M研发的双电解质可能可以改变此类情况，该架构可让不同的电解质分别置于电池阴阳极两侧，如此一来，电池设计师就不必让一种电解质为两侧服务，从而使得24M可以独立地优化两种电解质。
长期来看，该技术可让金属锂离子电池成为现实，金属锂离子电池中的每一块电池芯所含的能量都远远超过目前市场上的电池。但是，此类电池设计的缺点是阳极一侧易形成枝晶，从而限制电池的使用寿命。如今，24M公司可以选择一种阳极电解液来减少枝晶的形成，同时选择一种阴极电解液来处理更高的电压。
据报道，固态电池等其他电池法距离实现大规模商业化还需很多年的时间。但是，24M表示，能够将其双电解质设计应用于其专有的半固态电解质生产线中。近几个月以来，该公司已经打造了数十个电池单元，并跟踪了电池性能的改善情况。尽管如此，仍还需要几年的时间才能实现商业化。
电动汽车需要更高的能量密度才能驱动更长的续航里程。根据全球知名能源咨询顾问公司伍德麦肯兹（WoodMackenzie）的电池数据，如今的电池每千克可提供180至240瓦时的能量。而24M的高管表示，双电解质架构的电池每千克可提供350瓦时的能量。而且相信，结构还能改善，将电池能量提升至每千克450或500瓦时，但是面临的挑战是如何确保该架构在电池循环周期内保持足够的性能，以便发挥作用。
24M已经与一位未披露名字的国际公司签约，合作研发和制造专用分离器。如果该举措成功，双电解质架构可能会在其他需要能量密度的应用中发挥作用，如个人电子产品和航空航天业。该项技术也不会局限于金属锂，此类化学物质保证了最高的能量密度，但是设计师可以使用双电解质来定制电池的其他属性，如充电速度。
