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锂金属复兴:SolidEnergy 公司未来在锂电池行业的地位

2015-11-19 13:11来源:Nature作者:胡启朝关键词:锂电池电动汽车电池安全收藏点赞

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对于那些成为我们身体延伸部分的设备,如智能手机、可穿戴设备以及电动汽车,对高能量密度的追求是其核心。锂是元素周期表中最轻最具负电性的金属,是负极的最佳选择。 然而,由于锂金属具有很强的反应活性,在上世纪90年代至21世纪初逐渐销声匿迹,并被锂离子电池逐步取代,在锂离子电池中,不含锂金属。随着电解液方面的最新进展,锂金属实现了强势回归。SolidEnergy公司于2012年成立,在锂电池产业处于混乱之际,在电池安全和能量密度方面带来了革命性的改变,并引入了新的商业模式。SolidEnergy实现了锂金属电池技术的复兴,开发了电解液和负极材料,该锂金属电池非常安全,具有超高能量密度。根据锂金属电池材料的特性,锂金属电池可以使用目前锂离子电池的生产工艺,在商业模式上,公司建立了开放型生态系统,与知名公司开展战略合作,来加速这项突破性技术在电池行业的商业化。SolidEnergy的目标是为人来的生活提供能量,无论他们是在用手机和心爱的人通话,还是和家人一起驾驶电动汽车。

锂电池的历史: 锂离子 vs 锂金属

在过去的30年里,锂电池行业(包括锂金属和锂离子)取得了极大的进展,包括新的正极、更安全的隔膜材料、更好的电芯组装工艺。在负极和电解液方面仅有几次阶跃性的发展,锂电池发展历史可以根据负极来分类,如图1所示。

图1 由负极角度看锂电池的历史

由于其较低的负电性(-3.04V相对于氢电极)、较低的密度、高锂离子储容量(3850mAh/g),锂金属是负极的最佳选择。从1970年开始,在一次电池的应用中,锂金属就证明了其高能量密度特性,这些应用包括可植入医疗设备、航天航空以及油田服务。最早期的二次可充锂电池在实验室得到验证时,先驱者如Stanley Whittingham和John Goodenough等也使用了锂金属负极、嵌入材料正极如TiS2,LiCoO2,VOx 和MoS2。最早的商业化可充锂电池(图1中第0代)由Moli Energy公司开发,在上世纪80年代他们使用金属锂作为负极,能量密度达到了100-200Wh/kg,200-300Wh/L。

原标题:锂金属的复兴:SolidEnergy 未来在锂电池行业的地位
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