“無負(fù)極電池”問世 或?qū)㈩嵏搽妱?dòng)車和手機(jī)電池

12月23日，美國麻省理工大學(xué)(MIT)取得了電池技術(shù)的突破性成果，其新研發(fā)出來的“無負(fù)極電池”或?qū)㈩嵏渤良帕?0多年的傳統(tǒng)鋰電池行業(yè)，并有望在未來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)車續(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)美國權(quán)威的獨(dú)立電池測試實(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 R&D100 獎(jiǎng)(科技創(chuàng)新的奧斯卡)和美國能源部清潔能源獎(jiǎng)等一系列知名的科技創(chuàng)新獎(jiǎng)項(xiàng)。

根據(jù)美國能源部的定義，第一代鋰電池使用石墨負(fù)極，最多能達(dá)到600 Wh/L的能量密度; 第二代鋰電池使用硅負(fù)極，最高能取得 800 Wh/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。而第三代鋰電池將使用更高能量密度的金屬負(fù)極甚至做到無負(fù)極，能超過 1000 Wh/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，尤其是如果能出現(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，”，國務(wù)院發(fā)展研究中心企業(yè)研究所副所長張永偉說。

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)用和企業(yè)會(huì)選擇不同的正極。

“在負(fù)極方面，創(chuàng)新相對來說要困難很多，一般每10年到20年才有一次大的突破，這也是為什么電池由負(fù)極決定屬于哪一代，”胡啟朝博士說。

目前的負(fù)極主要是以石墨為主，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)極提供商中，幾乎沒有技術(shù)差異，主要靠降低成本來競爭。電解液方面呈現(xiàn)非常多樣和分散的態(tài)勢，但不同產(chǎn)品差異很小。隔膜方面的一些核心技術(shù)主要由日本和美國企業(yè)掌握，利潤很高，但是隨著先進(jìn)技術(shù)的推進(jìn)，他們的優(yōu)勢和壟斷地位也在逐漸消失。