“电池拖累电子产品发展”的说法仿佛一直就没有停歇,即使是公认已经发展到了一个顶点的智能手机,每年都还可以看到大量技术和设计上的变化,比如今年最成话题的OLED屏幕、大屏占比设计等,而电池技术好像真的许久未变了。
事实上,电池技术不同于一般的电子产品,它之所以发展得那么慢,很大程度上是因为几乎每一点微小的进步或改变,都需要经过大量的实验和测试,以保证安全和稳定。在电池技术停滞不前的背后,是无数科学家风雨兼程的研究和验证。
而从极速增长的新能源汽车对电池技术的需求上来看,电池全面革新已是势在必行。
硅负极作为最被看好的电池质变技术之一,是企业和科研人士专研的焦点:从原材料的改性,到电解液的革新再到电池结构的变化,五花八门的新技术,说是八仙过海各显神通,再恰当不过。
下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件。
1、新型导电粘结剂 修复破碎的硅负极
近日,北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授课题组在锂离子电池新型导电粘结剂领域取得重要进展,开发了一种新型的锂离子电池导电粘结剂,该粘结剂可以替代传统的导电粘结剂体系(PVDF+炭黑),显著改善高容量硅负极的循环稳定性和倍率性能。
新型导电粘结剂突出的优点是当硅负极在充放电过程中400%体积膨胀导致颗粒破碎时,导电粘结剂能够把破碎的颗粒粘结上保持导电性,从而保持电池的长时间循环稳定性。
该导电粘结剂,在420mA/g的电流密度下循环100次,容量达到2700mAh/g以上。在更高的电流密度下(4200mA/g)循环1000次,容量也可保持在999mAh/g以上。
点评:当所有人想着如何抑制硅膨胀破碎的时候,从破碎后修复的角度去研究不失为另辟蹊径的闪光点,有一种“他强任他强,清风拂大岗”的武学玄妙意境。但你以为电池是什么?买一赠三的仿真耐克鞋么,脱胶后还能520伺候,分分钟又是一双好鞋。
2、芯片技术打造绝对安全3D锂电池
近日,位于美国加州的Enovix公司对锂电池做出了重要的改进:第一,使用硅晶圆光刻技术在硅晶圆上制造电池;第二,将传统锂电池的阳极材料石墨换成了多孔硅。
来自芯片行业的硅晶圆光刻技术,在1毫米厚的硅晶圆上制造阴极,阳极和隔膜,这显著地减少了浪费的空间。在这种电池中,75%的电池体积用于储存能量,这比传统电池增加了约25%的电容量。
这种电池结构将阴极分成了成千上万个由硅分离开来的微小部分,硅的导热速度很快,这就使得因热扩散引起的起火、爆炸变得更加困难。
此外Enovix电池还使用多孔硅解决了硅膨胀的问题:在充放电的过程中,膨胀会使多孔硅材料的孔变得更小,而不至于使整个阳极膨胀,这就使得电池在重复充放电循环期间电池结构的完整性能够得以保持。
这种控制阳极膨胀的能力是Enovix电池系统的关键优势之一,超越了索尼率先开发的传统锂离子电池结构。相同体积条件下,Enovix电池容量可达传统锂电池容量的1.5-3倍。而这些技术都来源于芯片制造行业。
点评:无数人日夜兼程而未果的硅负极技术若是靠着芯片技术就能搞定,那我恐怕要重新学习一下世界观了。3D锂电池听起来蛮厉害,但依在下之见,36D还差不多。
3、丰田汽车彻底决裂特斯拉
据日本媒体2017年6月3日报道,日本丰田汽车公司已出售所持有的美国电动汽车公司特斯拉全部股份,解除了双方在纯电动汽车领域的合作。
丰田发言人酒井良(Ryo Sakai)称,这是对公司投资定期评估的一部分。他表示,“我们与特斯拉的合作开发关系在不久前结束。鉴于双方在这一领域一直没有新的进展,我们认为是时候出售剩余股份了。”
2010年出资5000万美元收购了特斯拉约3%的股份,与特斯拉共同推进纯电动汽车研发。此后,丰田推出搭载特斯拉电池的运动型多用途汽车(SUV)并在美销售。
不过,特斯拉在2014年停止向丰田供应电池,同年10月丰田抛售特斯拉部分股份。
丰田的环保型汽车战略曾以混合动力车和燃料电池车为核心。2016年11月,丰田首次披露纯电动汽车生产具体计划,目标是到2020年建立并完善纯电动汽车批量生产体系。
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