在特斯拉緊鑼密鼓組建超級電池工廠之時,，由華裔科學家蔣業(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輪融資總計超7000萬美元（約4.9億人民幣）,，其生產(chǎn)的鋰電池單體能量密度達到了350Wh/kg,。
本文整理外媒報道，詳細拆解24M的雙電解液動力電池技術(shù),。
一,、全新雙電解液鋰電池
近日，美國24M公司宣稱：今年4月28號,，在佛羅里達州舉辦的國際電池研究展覽會上,，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,，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)生化學反應,，反應生成的陰陽離子在電解液中流動以平衡兩邊電勢差。然而,，在反應過程中,，兩電極處會聚集越來越多的陽/陰離子，形成極高的反壓差,，阻止反應繼續(xù)進行,，這個問題被稱為極化反應。
▲陰陽極區(qū)各自有不同的電解液
而這種新型電池,，陰極區(qū)和陽極區(qū)各有一種電解液,，各自參與反應，兩種液體由一種非滲透電池隔膜隔開,，兩邊液體不互通,，電勢差由外部鹽橋離子的流動來平衡,，而電子通過外部電路形成電流。這樣,，陰陽離子并不會在電極處大量聚集，從而有效地避免了極化反應,。因此,，這種雙液電池的放電持續(xù)時間更長，副反應更少,，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到了350Wh/kg,，安全性,、充放電循環(huán)壽命進一步提高，成本也大幅降低,。
二,、半固態(tài)電極平臺
24M公司能做到這個地步，雙液技術(shù)僅是一部分,，其獨有的 “24M半固態(tài)電極平臺”也功不可沒,。
▲左側(cè)為24M半固態(tài)電極，右側(cè)為傳統(tǒng)鋰電池電極,，可見半固態(tài)電極消除了很多非儲能結(jié)構(gòu)
24M公司CEO Rick Feldt（瑞克·費爾特）說：
“24M 半固態(tài)電極平臺是雙液系統(tǒng)的基礎,，它極大地提升了整體生產(chǎn)效率，也開拓了全新的電池單體設計,、電化學反應,。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“界面問題”——即固態(tài)電極液和固態(tài)電極間無濕潤性,，兩界面難以充分接觸,，組分又相互擴散，導致電池內(nèi)阻急劇增大,，電池壽命極低的問題,。”
“24M公司正在與數(shù)個世界頂級制造商合作,，我們已經(jīng)證明了這種設計能夠兼顧產(chǎn)能和生產(chǎn)收益,。”
“使用這種半固態(tài)電極平臺+雙電解液技術(shù),，我們無疑已經(jīng)顛覆了鋰電池行業(yè),。不僅如此，這種技術(shù)還擴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號國際電池研究展覽會上,，Naoki（直樹）將引導大家討論研究，包括純水等其他迄今為止尚未被試驗過的材料,?！?/p>
對此，日本伊藤誠貿(mào)易公司總經(jīng)理Koji Hasegawa對24M贊揚道：
“歸功于24M公司在固態(tài)離子和半固態(tài)電極上面的成就,，這種獨特的設計,，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反應的設計提供了全新的思路,?！?/p>
三、相較于傳統(tǒng)電池的優(yōu)勢
據(jù)《中國制造2025》規(guī)劃：到2020年,，中國動力電池單體能量密度要達到300Wh/kg,；到2025年，單體能量密度達到400Wh/kg,。
目前市面上,，代表中國鋰電技術(shù)最高水平的寧德時代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,，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,，提升的成本也越來越高，而300Wh/kg,，是行業(yè)專家預測傳統(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)達到了350Wh/kg單體能量密度,。據(jù)稱,，24M公司下一步目標是將單體能量密度提升至400Wh/kg，這已是中國2025年的發(fā)展目標,。
不僅如此,，由于半固態(tài)電極平臺采用了全新鋰電池單體結(jié)構(gòu)，60%以上的非儲能材料被去掉,，結(jié)構(gòu)更加簡單,，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,。以目前電動車電池平均1000次的充放電循環(huán)壽命來說,，這種新電池的循環(huán)壽命可以提升7倍。
這對純電動車企及用戶,，無疑是一個福音,。