12月23日，美國麻省理工大學(MIT)取得了電池技術的突破性成果，其新研發(fā)出來的“無負極電池”或將顛覆沉寂了20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，使得智能手機變得薄如卡片，手機待機時間和電動車續(xù)航里程翻翻，而且電池價格變得更低。
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極和更加安全的電解液。根據(jù)美國權威的獨立電池測試實驗室A123 公司今年十月份的驗證，它的2Ah產(chǎn)品原型的能量密度達到了每升1337瓦時(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，這一項成果突破了目前世界最高記錄，還獲得了包括美國 R&D100 獎(科技創(chuàng)新的奧斯卡)和美國能源部清潔能源獎等一系列知名的科技創(chuàng)新獎項。
根據(jù)美國能源部的定義，第一代鋰電池使用石墨負極，最多能達到600 Wh/L的能量密度; 第二代鋰電池使用硅負極，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極甚至做到無負極，能超過 1000 Wh/L 的能量密度。
專家表示，盡管過去20年間各類技術發(fā)展突飛猛進，計算機的體積大大縮小，現(xiàn)在新型智能手表的計算能力比阿波羅登月飛船的都要強大，然而最普遍的可充電電池鋰離子電池技術卻一直停滯不前。
“電動汽車產(chǎn)業(yè)化進程在很大程度上取決于電池技術的進步。當前全球諸多電池技術的創(chuàng)新預示著這個進程會加快，尤其是如果能出現(xiàn)顛覆性的電池技術，整個電動汽車產(chǎn)業(yè)格局和商業(yè)模式都有可能發(fā)生預想不到的變化，”，國務院發(fā)展研究中心企業(yè)研究所副所長張永偉說。
電池由四部分構成：正極，負極，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)新非常漸進和零散，而且不同的應用和企業(yè)會選擇不同的正極。
“在負極方面，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極決定屬于哪一代，”胡啟朝博士說。
目前的負極主要是以石墨為主，優(yōu)點是非常成熟和廉價，缺點能量密度很低。在負極提供商中，幾乎沒有技術差異，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主要由日本和美國企業(yè)掌握，利潤很高，但是隨著先進技術的推進，他們的優(yōu)勢和壟斷地位也在逐漸消失。
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