在特斯拉緊鑼密鼓組建超級(jí)電池工廠之時(shí)，由華裔科學(xué)家蔣業(yè)明創(chuàng)辦,，隱身4年的半固態(tài)電池公司24M高調(diào)出山,，4輪融資總計(jì)超7000萬(wàn)美元（約4.9億人民幣）,，其生產(chǎn)的鋰電池單體能量密度達(dá)到了350Wh/kg。
本文整理外媒報(bào)道,，詳細(xì)拆解24M的雙電解液動(dòng)力電池技術(shù),。
一,、全新雙電解液鋰電池
近日，美國(guó)24M公司宣稱：今年4月28號(hào),，在佛羅里達(dá)州舉辦的國(guó)際電池研究展覽會(huì)上,，他們將向公眾展示一種全新的、高性能低成本的“雙電解液鋰電池”,。
為了解雙電解液電池的優(yōu)點(diǎn),，我們不妨先看看傳統(tǒng)電池。
一般的電池,，僅有一種電解液在兩極間發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，反應(yīng)生成的陰陽(yáng)離子在電解液中流動(dòng)以平衡兩邊電勢(shì)差。然而,，在反應(yīng)過(guò)程中,，兩電極處會(huì)聚集越來(lái)越多的陽(yáng)/陰離子，形成極高的反壓差,，阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,，這個(gè)問(wèn)題被稱為極化反應(yīng)。
▲陰陽(yáng)極區(qū)各自有不同的電解液
而這種新型電池,，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)各有一種電解液,，各自參與反應(yīng)，兩種液體由一種非滲透電池隔膜隔開(kāi),，兩邊液體不互通,，電勢(shì)差由外部鹽橋離子的流動(dòng)來(lái)平衡，而電子通過(guò)外部電路形成電流,。這樣,，陰陽(yáng)離子并不會(huì)在電極處大量聚集，從而有效地避免了極化反應(yīng),。因此,，這種雙液電池的放電持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，副反應(yīng)更少,，整體電能效率更高,。
基于雙電解液技術(shù)，24M公司的鋰電池單體能量密度達(dá)到了350Wh/kg,，安全性,、充放電循環(huán)壽命進(jìn)一步提高，成本也大幅降低,。
二,、半固態(tài)電極平臺(tái)
24M公司能做到這個(gè)地步，雙液技術(shù)僅是一部分,，其獨(dú)有的 “24M半固態(tài)電極平臺(tái)”也功不可沒(méi),。
▲左側(cè)為24M半固態(tài)電極,，右側(cè)為傳統(tǒng)鋰電池電極，可見(jiàn)半固態(tài)電極消除了很多非儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)
24M公司CEO Rick Feldt（瑞克·費(fèi)爾特）說(shuō)：
“24M 半固態(tài)電極平臺(tái)是雙液系統(tǒng)的基礎(chǔ),，它極大地提升了整體生產(chǎn)效率,，也開(kāi)拓了全新的電池單體設(shè)計(jì)、電化學(xué)反應(yīng),。不僅如此，24M的半固態(tài)單體結(jié)構(gòu)還能消除全固態(tài)電池中尚未解決的“界面問(wèn)題”——即固態(tài)電極液和固態(tài)電極間無(wú)濕潤(rùn)性,，兩界面難以充分接觸,，組分又相互擴(kuò)散，導(dǎo)致電池內(nèi)阻急劇增大,，電池壽命極低的問(wèn)題,。”
“24M公司正在與數(shù)個(gè)世界頂級(jí)制造商合作,，我們已經(jīng)證明了這種設(shè)計(jì)能夠兼顧產(chǎn)能和生產(chǎn)收益,。”
“使用這種半固態(tài)電極平臺(tái)+雙電解液技術(shù),，我們無(wú)疑已經(jīng)顛覆了鋰電池行業(yè),。不僅如此，這種技術(shù)還擴(kuò)大了電解液的選擇范圍,，我們希望這種技術(shù)能成為行業(yè)所有公司的發(fā)展方向,，在4.28號(hào)國(guó)際電池研究展覽會(huì)上，Naoki（直樹(shù)）將引導(dǎo)大家討論研究,，包括純水等其他迄今為止尚未被試驗(yàn)過(guò)的材料,。”
對(duì)此,，日本伊藤誠(chéng)貿(mào)易公司總經(jīng)理Koji Hasegawa對(duì)24M贊揚(yáng)道：
“歸功于24M公司在固態(tài)離子和半固態(tài)電極上面的成就,，這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)，在鋰電池性能提升愈發(fā)困難的今天,，為鋰電單體和電化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計(jì)提供了全新的思路,。”
三,、相較于傳統(tǒng)電池的優(yōu)勢(shì)
據(jù)《中國(guó)制造2025》規(guī)劃：到2020年,，中國(guó)動(dòng)力電池單體能量密度要達(dá)到300Wh/kg；到2025年,，單體能量密度達(dá)到400Wh/kg,。
目前市面上，代表中國(guó)鋰電技術(shù)最高水平的寧德時(shí)代NCM811電芯,，單體能量密度在270-280Wh/kg左右,。而特斯拉所用的松下2170電芯,，是已量產(chǎn)裝車的最高單體能量密度電芯，為260Wh/kg,。
可見(jiàn),，傳統(tǒng)鋰電池的發(fā)展已經(jīng)非常困難。在保證電池安全的前提下,，提升能量密度非常緩慢,，提升的成本也越來(lái)越高，而300Wh/kg,，是行業(yè)專家預(yù)測(cè)傳統(tǒng)鋰電池的單體能量密度極限,。
相較于傳統(tǒng)電池，24M公司這種雙電解液半固態(tài)電池目前已經(jīng)達(dá)到了350Wh/kg單體能量密度,。據(jù)稱,，24M公司下一步目標(biāo)是將單體能量密度提升至400Wh/kg，這已是中國(guó)2025年的發(fā)展目標(biāo),。
不僅如此,，由于半固態(tài)電極平臺(tái)采用了全新鋰電池單體結(jié)構(gòu)，60%以上的非儲(chǔ)能材料被去掉,，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單,，在電池充放電循環(huán)中，內(nèi)阻力更小,，循環(huán)壽命大大改善,。以目前電動(dòng)車電池平均1000次的充放電循環(huán)壽命來(lái)說(shuō)，這種新電池的循環(huán)壽命可以提升7倍,。
這對(duì)純電動(dòng)車企及用戶,，無(wú)疑是一個(gè)福音。