中國粉體網(wǎng)訊 從1859年最初的鉛酸電池，到后來的鎳氫電池，再到上世紀(jì)90年代索尼推出第一代鋰離子電池。電池技術(shù)的發(fā)展越來越快，而且朝著輕薄化、高容量的趨勢發(fā)展。
時間來到2020年之后，以石墨為負(fù)極的傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度開始觸及天花板，市場亟需新一代電池體系。全固態(tài)鋰電池雖然是一個方向，但實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化需要很長的路要走。從電池結(jié)構(gòu)角度提升容量很難有質(zhì)的提升，還需從材料本身出發(fā)，開發(fā)新的材料體系。新一代電池體系-鋰金屬電池將是鋰電池的終極方向。
“現(xiàn)有的鋰離子電池能量密度觸及天花板，續(xù)航時間和續(xù)航里程是行業(yè)永遠(yuǎn)的痛點(diǎn)。新一代鋰金屬電池能解決行業(yè)痛點(diǎn)，前景極其廣闊�！苯鹩鹦履艿膭�(chuàng)始人、總經(jīng)理黃杜斌博士指出。
什么是鋰金屬電池
鋰金屬電池也被市場稱為金屬鋰電池，但是前者是專業(yè)的稱謂。
要將當(dāng)前的動力電池能量密度提升一個量級，鋰金屬電池已是公認(rèn)的不二選擇。
鋰金屬電池是將鋰金屬作為負(fù)極的一種電池技術(shù)路線，鋰金屬的容量為3860mAh/g，約為石墨的10倍，可與現(xiàn)有高容量正極體系搭配。
而高能量密度鋰金屬電池，以其材料本身的優(yōu)勢，超出常規(guī)鋰電池40%以上的能量密度（可以輕松達(dá)到400wh/kg以上）。長續(xù)航的能力，可以應(yīng)用在智能可穿戴領(lǐng)域、智能手表、無人機(jī)等。隨著技術(shù)不斷的成熟，鋰金屬電池也可以應(yīng)用在新能源汽車、電動船舶、電動飛機(jī)等領(lǐng)域。
在通往鋰金屬電池的路上，目前主要采用兩種路徑。一種是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰電池（采用固態(tài)電解質(zhì)，負(fù)極使用石墨或硅碳材料），再進(jìn)一步到固態(tài)鋰金屬電池，另一種則是從液態(tài)鋰離子電池到半固態(tài)鋰金屬電池，再進(jìn)一步到固態(tài)鋰金屬電池。
金羽能源選擇的是后者。
據(jù)黃杜斌博士介紹，金羽新能圍繞高能量密度的鋰金屬電池量產(chǎn)，已形成一系列的技術(shù)、工藝及設(shè)備。
例如，金羽新能已成功研發(fā)低成本親鋰電解液、耐高壓固態(tài)電解質(zhì)膜、鋰碳復(fù)合負(fù)極等技術(shù)，以及薄鋰負(fù)極模切、疊片、封裝、化成等工藝和設(shè)備。
“我們以新型電解液為核心，配套正負(fù)極材料選型優(yōu)化，針對性設(shè)計模切、化成等工藝�！秉S杜斌博士稱。
“我們從正負(fù)極、隔膜、電解液等材料本身進(jìn)行優(yōu)化，從根本上提高電池的能量密度和安全性”，金羽新能CTO李愛軍博士稱。
據(jù)了解，金羽新能的鋰金屬電池，在核心技術(shù)上已形成一系列安全保障方案，包括應(yīng)用原位固態(tài)電解質(zhì)界面保護(hù)、鋰枝晶抑制工藝、柔性相變吸熱阻燃膜材料等，令鋰金屬電池可通過穿刺、跌落、短路、過充、熱濫用等嚴(yán)酷測試。
鋰金屬電池的進(jìn)階之路
以金羽新能目前的鋰金屬電池為例，其擁有五大優(yōu)勢：
安全性好：在極端情況下（擠壓、跌落、熱濫用）電池不起火不爆炸；
循環(huán)壽命長：100%DOD壽命超過400次；
能量密度高：重量能量密度高達(dá)>400Wh/kg，體積能量密度高達(dá)>850Wh/L；
超輕超簿：質(zhì)量更輕、體積更小；
工作溫度寬：-40℃至60℃穩(wěn)定充放電。
以金羽新能已經(jīng)推出或即將推出的產(chǎn)品，與現(xiàn)頭部企業(yè)產(chǎn)品做對比，可獲得更直觀的感受。
在消費(fèi)電子方面，金羽新能850mAh&3.85V的待量產(chǎn)產(chǎn)品，可提升20%續(xù)航時間；900mAh&3.85V處B樣階段的產(chǎn)品，可提升25%續(xù)航時間。
在動力電池方面，金羽新能高能量密度360Wh/Kg已完成B樣的產(chǎn)品，可應(yīng)用在無人機(jī)上，提高20%的續(xù)航；可將電動汽車?yán)m(xù)航里程提升至800公里；420Wh/Kg已完成A樣的產(chǎn)品，可將電動汽車?yán)m(xù)航里程提升至1200公里。
此外，金羽新能持續(xù)開發(fā)面向特定設(shè)備需求的高能量密度電池，為型號研制、新型電池開發(fā)提供研發(fā)服務(wù)，多款產(chǎn)品已送相關(guān)單位試用。應(yīng)用場景包括通訊、航天飛行器、長續(xù)航無人機(jī)、導(dǎo)航設(shè)備等。
從以上可看到，鋰金屬電池用于消費(fèi)領(lǐng)域已處待量產(chǎn)階段。鋰金屬動力電池則已經(jīng)完成B樣，下一步就是進(jìn)入C樣。
現(xiàn)在處于行業(yè)領(lǐng)先地位的金羽新能，第一代鋰金屬動力電池馬上就將進(jìn)入C樣，說明支持續(xù)航至少達(dá)到1000公里的鋰金屬動力電池，即將來了！
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安）
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