法國超級電容器企業Nawa讓鋰電池密度提升三倍
時間:2020-10-09 08:44來源:cnBeta 作者:綜合報道
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3D納米結構電極具有諸多優點（來自：Nawa Technologies）
法國Nawa Technologies公司表示，其已經研發出了一種新型電極設計，有望從根本上提升現有和未來電池的化學性能。此前，該公司已經在超級電容器市場被人們所熟知。但現在，相同的技術也被運用到了鋰離子電池上。除了高達3倍的能量密度、10倍的性能，它還具有更快的充電速度、高達5倍的電池壽命、以及相當不錯的成本效益。
研究重點在于電極中活性物質的保持方式，以及離子傳遞電荷時的行進路線。以當前典型的活性碳電極為例，其主要由粉末、添加劑和粘合劑混合而成。
在使用碳納米管的情況下，其通常以“纏結的意大利面”的形式粘在上面，從而為載流離子提供了一個隨機、混亂、且經常被阻塞的路徑（在負載下流向集電器）。
The world's fastestelectrode（via）
另一方面，Nawa的垂直排列碳納米管方案，可打造出像梳子一般的陰極或陽極結構，在每平方厘米面積下生長出數千億個筆直的高導電性納米管。
然后可將這些被牢牢固定在細小電極上的碳納米管都涂上活性物質（鋰離子或其它），從而極大地減少電荷進入或離開電池所需行進的距離。
剛性垂直結構可有效提升功率/能量密度/充電速度/電池壽命。
由于每個鋰斑點都或多或少地黏附在起著直接公路（或部分集電器）作用的納米管上，離子的平均自由行程可大幅減少。
公司創始人兼首席執行官Pascal Boulanger表示，借助這一新方案，鋰離子只需在材料上移動幾納米、而不是常規電極的數微米。
放電狀態示意
于是乎，Nawa Technologies能夠從根本上提升新型鋰離子電池的功率密度。即便是較小的電池，亦能夠達成10倍于以往的充放電性能。搭配合適的充電基礎設施，可在5分鐘內將電量從0%補充到80%。
得益于超輕的納米支架、以及較少的粘合劑/添加劑空隙，電池本體還可以做到更加輕便緊湊（2~3倍的體積重量改良）。此外剛性納米管陣列和廣闊的表面積，可極大緩解隨時間而導致的性能衰減（5倍壽命）。
最后，Pascal Boulanger表示，通過與鋰電企業的合作，該公司計劃讓采用部分新技術的產品于2022~2023年在市場上小試牛刀。
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