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又一個(gè)全球首創(chuàng)的技術(shù)獲得突破！電池能量密度提升3倍，快充5分鐘

時(shí)間:2022-06-13 11:41來(lái)源:酷探科技作者:酷探

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最近，又有一個(gè)重磅消息刷屏了。

世界首創(chuàng)，號(hào)稱(chēng)全球最快并具有革命性突破的電極即將明年大規(guī)模量產(chǎn)。

這種新的3D電極幾何結(jié)構(gòu)可以解決全球電池制造商面臨的絕大多數(shù)性能限制：將電池功率提高10倍，能量密度提高3倍，電池壽命提高5倍，并將充電時(shí)間縮短至5分鐘。

更重要的是，這種新型的電極設(shè)計(jì)是以卷對(duì)卷的方式制造，不含溶劑或粘合劑，可將電極成本降低30%，從而顯著降低電池的成本。

這些數(shù)據(jù)堪稱(chēng)完美！這是什么樣的一種神仙技術(shù)呢？

我們都知道，電池充放電時(shí)，鋰離子嵌入電極的速度以及過(guò)程是否順利都會(huì)影響電池的容量，如果鋰離子不能有效地嵌入電極中導(dǎo)致析鋰，電池將會(huì)損失容量進(jìn)而衰減。

研發(fā)人員要么使用更大容量的電極材料如硅等做負(fù)極，要么重新設(shè)計(jì)電極的結(jié)構(gòu)來(lái)解決以上問(wèn)題，前者受限于材料的不穩(wěn)定性，后者受限于技術(shù)成本，無(wú)論是哪一種，只要取得突破，都將具有廣闊的市場(chǎng)前景。

目前市場(chǎng)上典型的活性炭電極是由粉末、添加劑和粘合劑的混合物制成的，這使得帶電離子嵌入電極時(shí)容易受阻，效率低下，導(dǎo)致容量損失，電池壽命下降。

法國(guó)的NawaTechnologies電池研發(fā)公司設(shè)計(jì)了一種巧妙的電極結(jié)構(gòu)，完美地解決了以上問(wèn)題。

該公司以其在超級(jí)電容器上的研發(fā)而聞名，他們認(rèn)為在超級(jí)電容器上使用的相同的高科技電極同樣能用于鋰離子電池，關(guān)鍵是如何幫助鋰離子更多更有效地嵌入在電極中。

他們?cè)O(shè)計(jì)了一種垂直排列的碳納米管，類(lèi)似于發(fā)刷結(jié)構(gòu)，每平方厘米都有1000億個(gè)直的、高導(dǎo)電的納米管伸出，納米管就類(lèi)似于直線(xiàn)高速公路，使鋰離子能像汽車(chē)在高速公路上行駛那樣可以暢通無(wú)阻地更快更高效地嵌入電極中。

這從根本上將功率密度提高了10倍，使用這種電極的電池，其充電速度也得到了極大地提升，Nawa說(shuō)，只要有合適的充電基礎(chǔ)設(shè)施，具備高能量密度的電池5分鐘即可完成80%的充電！

此外，由于超輕質(zhì)納米管支架和較少使用的外來(lái)粘合劑和添加劑材料，使得電池變得更輕、更緊湊，相同的空間，電池的能量密度提升三倍！

垂直的碳納米管電極使得鋰離子能更多地嵌入電極，可以減少由于反復(fù)充電或者快充導(dǎo)致的析鋰，電池容量衰減顯著減緩，電池的壽命延長(zhǎng)了五倍！

碳納米管不僅有更多的空間可以擴(kuò)展，而且還具有高剛性結(jié)構(gòu)，可以穩(wěn)定電極，它能與一系列活性材料兼容，包括硅、鎳錳鈷和硫化學(xué)物質(zhì)等。

比如它用于硅材料電極，將可以解決硅的膨脹問(wèn)題，它就像一個(gè)籠子，硅的膨脹和收縮被限制在導(dǎo)電碳內(nèi)部殼，可將鋰硅電池的能量密度提升6倍！

足見(jiàn)它的市場(chǎng)前景有多吸引人！

根據(jù)IDTechEx最新發(fā)布的關(guān)于“2022-2032年碳納米管：市場(chǎng)、技術(shù)、參與者”的研究報(bào)告稱(chēng)，碳納米管電池正在興起，到2032年，碳納米管市場(chǎng)預(yù)計(jì)將超過(guò)70ktpa!

很多有名的電池制造商都在計(jì)劃擴(kuò)大他們的碳納米管電池的生產(chǎn)，包括SilaNanotechnologies、LGEnergySolution、CabotCorporation、Toyocolor、JEIO和KumhoPetrochemical等等。

毫不夸張地說(shuō)，儲(chǔ)能領(lǐng)域正在迅速發(fā)展，新一代的顛覆性技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)。

目前，碳納米管的商業(yè)化問(wèn)題主要是生產(chǎn)成本，NawaTechnologies除了其首創(chuàng)的垂直碳納米管比較吸睛外，最近使其成為頭條的另一個(gè)原因是，他們宣布實(shí)現(xiàn)了另一個(gè)世界首創(chuàng)的突破，以卷對(duì)卷的方式以90厘米寬的制造規(guī)模生產(chǎn)其獨(dú)特的垂直排列的碳納米管儲(chǔ)能材料。

這種不含溶劑或粘合劑的方式將電極的生產(chǎn)成本降低了30%！公司宣布他們現(xiàn)在進(jìn)入了下一個(gè)激動(dòng)人心的階段——大規(guī)模制造，計(jì)劃于2023年開(kāi)始大規(guī)模量產(chǎn)其新型的電極材料。

再次感嘆，2023年對(duì)電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)來(lái)說(shuō)，似乎真是非常重要的一年，很多電池制造商、汽車(chē)制造商都將他們的新型技術(shù)量產(chǎn)計(jì)劃定在了這一年，且拭目以待。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池

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