锂离子电池有望为我们未来发展的道路带来一场革命，但电动汽车的电池将需要在合理的成本范围内以及重量/体积内拥有高功率密度。在当前最先进的锂离子电池中，石墨阳极与包含过渡金属氧化物材料的阴极配对，以允许锂离子在电池充电和放电时可逆地脱/插层。但是，其中一种常用的过渡金属是钴（Co），其价格十分昂贵。然而降低Co含量和增加镍（Ni）含量具有令人遗憾的副作用，即低电位下的氧的演变，这对电池的寿命会产生十分不利的影响。
现在来自德国慕尼黑工业大学的研究人员使用光子发射光谱技术证实：该单态氧（单态氧（Singletoxygen，1O2），也称作单线态氧，是分子氧的顺磁性状态的一种通称，它不如分子氧的正常状态——三重基态（Tripletoxygen）稳定。单线态氧属于活性氧（reactiveoxygen），是普通氧（3O2）的激发态。总自旋为零，无顺磁性。单线态氧虽不是自由基，但因解除了自旋限制所以反应活性远比普通氧高。1O2在许多自由基反应中可以形成）是产生化学反应级联的和不可逆转电解质氧化的反应物种之一。Wandt等人将这一科研成果发表在了MaterialsToday杂志上。
单态氧会经历双分子辐射衰变，如果以足够高的浓度产生，就会发出光子。AnnaT.S.Freiberg解释道。在对已知释放氧的不同活性材料进行充电的过程中，我们使用光电倍增管装置测量了这种光子发射。
当单态氧被释放时，它与电解质发生反应，用于消耗液体电解质，并因此使电池变干。除了活性材料表面上的贫氧层的电阻之外，气体形成还导致电池更高的内部压力并增加电池电阻。最后，电池分解的产物可以化学地侵蚀活性材料，导致阳极处的过渡金属溶解和阴极处活性锂的损失。
Freiberg说：有了这种在层状过渡金属氧化物充电过程中单态氧释放的明确证据，我们对这些材料内在老化机制的深入理解正在进行中。
研究结果表明：氧气释放的触发点是电荷状态，而不是潜在电位。稳定锂离子电池的晶格结构和测试潜在电解质对单态氧的敏感性，现在应该是改善锂离子电池寿命周期的有效途径。有了这种新的认识，我们可以探索和优化富Ni的层状过渡金属氧化物阴极材料，将其用于电池应用中，以取代目前高Co含量的选择，因为Co材料对于大规模商业化来说太昂贵。
三种形态各有优劣，软包电池能量密度性能突出
与硬壳电池（方形和圆柱）相比，软包电池具有设计灵活、重量轻、内阻小、不易爆炸、循环次数多、能量密度高等特点，能在现有技术水平上提升动力电池的能量密度，在续航里程上进一步缩小和燃油车的差距。短期内软包装作为一种电池轻量化高能化的手段，将以较高比例占据增量市场，长期看全固态电池需要采用软包技术为行业指明方向。新能源汽车新政策释放了推动电池性能提升、增大能量密度的信号。随着补贴门槛的不断提升，软包装能够助力更多电池企业提升能量密度和产品竞争力，未来软包技术将在增量市场中占据一席之地。
从电池形态演变看锂电设备需求升级
根据中国储能网统计，软包电池目前在动力电池中的渗透率仅12-15%，一方面是由于目前生产工艺尚不成熟、标准化程度较低、电池一致性较差，另一方面则是主要原材料铝塑膜依赖进口导致单位成本相对较高。不过在需求带动下这些发展瓶颈未来都有望通过生产规模化、自动化、增强电池管理系统、铝塑膜质量提升等来消除。尤其是软包电芯采用的叠片工艺，这对生产过程控制提出了很高要求，也凸显了中后段高端一体化设备的重要作用。
