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中美联合研发无负极电池 可以用在哪些领域?

2014-12-24 00:00| 发布者: ccbuild| 查看: 800| 评论: 0|来自: 网络

摘要: 摘要: 12月23日消息最近在美国麻省理工大学(MIT)取得革命性突破。新研发出来的“无负极电池”将颠覆传统锂电池行业,并有望在未来1-2年内投入使用。 无负极电池 ...

摘要:12月23日消息最近在美国麻省理工大学(MIT)取得革命性突破。新研发出来的“无负极电池”将颠覆传统锂电池行业,并有望在未来1-2年内投入使用。

无负极电池


  这种第三代锂电池使用一种没有的金属负极和更加安全的电解液。根据美国权威的独立电池测试实验室A123公司今年十月份的验证,它的2Ah产品原型的能量密度达到了每升1337瓦时(Wh/L),这超过了目前苹果、三星,小米和特斯拉电池能量密度的2倍,这一项成果突破了目前世界最高记录,还获得了包括美国R&D100奖(科技创新的奥斯卡)和美国能源部清洁能源奖等一系列知名的科技创新奖项。

项目团队


  该技术由MIT的胡启朝博士和唐纳德.赛德维(DonaldSadoway)教授共同研发,在学校的孵化下,两位科学家还带领一支MIT的创业团队组建了麻省固体能源公司(SolidEnergy),以促进科技成果的产业化转化,并获得了MIT相关专利的全球独家使用权。该公司2013年获得了450万美金的A轮融资,投资者包括新加坡的淡马锡等。

  根据花旗银行的最新报告,2014年全球可充式锂电池市场高达210亿美元,其中120亿美元来自于消费类电子产品,35亿美元来自于电动汽车。保守估计,2020年全球可充式锂电池市场达到350亿美元,包括147亿美元来自于消费类电子产品,100亿美元来自于电动汽车,平均每年增长10%。

  唐纳德.赛德维教授是世界著名的电池专家,是2012年时代周刊评选的世界最有影响力的100人之一,他此前的电池项目曾经得到微软董事长比尔.盖茨的支持。胡启朝博士毕业于哈佛大学,是2012年福布斯评选的全球30位30岁以下杰出科学家之一。

  根据美国能源部的定义,第一代锂电池使用石墨负极,最多能达到600Wh/L的能量密度;第二代锂电池使用硅负极,最高能取得800Wh/L左右的能量密度;第一代和第二代都属于传统的锂离子电池。而第三代锂电池将使用更高能量密度的金属负极甚至做到无负极,能超过1000Wh/L的能量密度。

  电池由四部分构成:正极,负极,电解液和隔膜。

  大部分电池公司都扎堆在正极材料的生产上,传统消费类电子产品通常使用的是高能量密度的锂钴氧(LCO)。正极材料的研发创新周期很快,一般每年都有5%的能量密度方面的提升,但这种创新非常渐进和零散,而且不同的应用和企业会选择不同的正极。

价格降低


  “在负极方面,创新相对来说要困难很多,一般每10年到20年才有一次大的突破,这也是为什么电池由负极决定属于哪一代,”胡启朝博士说。

  目前的负极主要是以石墨为主,优点是非常成熟和廉价,缺点能量密度很低。在负极提供商中,几乎没有技术差异,主要靠降低成本来竞争。电解液方面呈现非常多样和分散的态势,但不同产品差异很小。隔膜方面的一些核心技术主要由日本和美国企业掌握,利润很高,但是随着先进技术的推进,他们的优势和垄断地位也在逐渐消失。

无负极电池超薄


  为了推动电池行业的核心创新,SolidEnergy专注于开发新一代负极材料,并使之与不同的正极材料相匹配,为大规模普及投入使用奠定基础。

  “未来我们希望成为一个专注于电池负极和电解液的材料提供者,我们目前已经和多个电池公司和消费类电子公司,包括苹果和三星,合作测试电池材料,”胡博士说。

  “在大规模生产前,我们仍然需要解决许多制造工艺的问题,比如均匀性和纯度。主要的挑战是要确保在大规模生产时,材料仍然和实验室小规模有同样的纯度和均匀性,”他补充到。

  目前SolidEnergy正在积极准备,如果一切顺利,2015年秋季将推出消费类电子产品电池材料,2016年秋季推出电动汽车电池材料,预计2016年,SolidEnergy的产量可以支持1000万部智能手机和智能手表。


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