美國麻省理工大學(xué)(MIT)在電池技術(shù)上取得突破性成果,該大學(xué)的胡啟朝博士和唐納德.賽德維(Donald Sadoway)教授共同研發(fā)出“無負極電池”,其2Ah產(chǎn)品原型的能量密度高達每升1337瓦時(Wh/L),或?qū)㈩嵏渤良帕?0多年的傳統(tǒng)鋰電池行業(yè)。
電池技術(shù)是制約智能硬件更進一步發(fā)展的瓶頸問題。MIT的胡啟朝博士和唐納德.賽德維(Donald Sadoway)教授研發(fā)的這種第三代鋰電池使用一種超薄到近乎沒有的金屬負極和更加安全的電解液。根據(jù)美國權(quán)威的獨立電池測試實驗室A123公司今年十月份的驗證,它的2Ah產(chǎn)品原型的能量密度達到了每升1337瓦時(Wh/L),這超過了目前蘋果、三星,小米和特斯拉電池能量密度的2倍,這一項成果突破了目前世界最高記錄,還獲得了包括美國R&D100獎(科技創(chuàng)新的奧斯卡)和美國能源部清潔能源獎等一系列知名的科技創(chuàng)新獎項。
電池由正極,負極,電解液和隔膜四部分組成。大部分電池公司都扎堆在正極材料的生產(chǎn)上,“在負極方面,創(chuàng)新相對來說要困難很多,一般每10年到20年才有一次大的突破,這也是為什么電池由負極決定屬于哪一代,”胡啟朝博士說。目前,國內(nèi)生產(chǎn)電池負極材料的主要公司有貝特瑞,杉杉股份,江西紫宸科技,斯諾企業(yè),鄭拓新能源,田津錦美等。
根據(jù)美國能源部的定義,第一代鋰電池使用石墨負極,最多能達到600Wh/L的能量密度;第二代鋰電池使用硅負極,最高能取得800Wh/L左右的能量密度;第一代和第二代都屬于傳統(tǒng)的鋰離子電池。而第三代鋰電池將使用更高能量密度的金屬負極甚至做到無負極,能超過1000Wh/L的能量密度。
根據(jù)花旗銀行的最新報告,2014年全球可充式鋰電池市場高達210億美元,其中120億美元來自于消費類電子產(chǎn)品,35億美元來自于電動汽車。保守估計,2020年全球可充式鋰電池市場達到350億美元,包括147億美元來自于消費類電子產(chǎn)品,100億美元來自于電動汽車,平均每年增長10%。隨著人們越來越多的使用智能硬件,實際的鋰電池市場會遠遠大于這個保守估計。
“在大規(guī)模生產(chǎn)前,我們?nèi)匀恍枰鉀Q許多制造工藝的問題,比如均勻性和純度。主要的挑戰(zhàn)是要確保在大規(guī)模生產(chǎn)時,材料仍然和實驗室小規(guī)模有同樣的純度和均勻性,”他補充到。據(jù)悉,兩位科學(xué)家還帶領(lǐng)一支MIT的創(chuàng)業(yè)團隊組建了麻省固體能源公司(SolidEnergy)來促進科技成果的產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化,并獲得了MIT相關(guān)專利的全球獨家使用權(quán)。“無負極電池”技術(shù)有望在未來1-2年內(nèi)投入使用,屆時,智能手機將變得薄如卡片,手機待機時間和電動車?yán)m(xù)航里程翻翻,而且電池價格變得更低。