24M半固态锂离子电池 颠覆传统设计

2020-06-09      1526 次浏览

当所有人都在为特斯拉的超级厂计划拍案叫绝时,美国马萨诸塞州的一家低调而神秘的初创公司24M也不甘寂寞,于近日推出了一款新型半固态锂离子电池


半固态锂离子电池可以理解为可流动的半固态或可缩合的液态的合成物,即固相和液相的混合材料,例如,颗粒悬浮液、胶体悬浮液、乳化液、凝胶及胶束等材料。


研究人员称,既要让电池储存更多能量,同时还要收缩电池中的其它材料,使电池体积更小,那么只有在电池电极上做文章。众所周知,电极就是电池的心脏,重要用于充电和放电。电极之间的隔板可以保持阳极和阴极的隔离;电流收集器则可以从外部电池电路接收电子。


经过一系列实验,24M发现了一种方法,可以减少80%没有能量储存用途的非活性材料,而且电极厚度比普通锂离子电池新增了5倍。假如将标准锂离子电池的横截面比喻成一个复杂的七层饼,那么24M锂离子电池横截面类似一个有着很大阳极和阴极的双层饼。


使用更厚的电极后,锂离子电池单元还能够储存更多的能量、提升整体电池的性能并降低成本。据悉,24M半固态锂离子电池成本仅为目前市面上的普通锂离子电池的一半,但其却能让电动汽车一次充电续航里程加倍。


在能量存储领域,厂家通常采取两种方法来降低电池成本,一种是大批量生产,另一种是发明新的化学反应(仅供实验室里研究,不能商用)。而24M则颠覆了传统思路,以完全不同的方式来设计及制造电池。


24M公司CEOThroopWilder称,该公司一直致力于通过使用创新方法来研发超低成本电池,以满足国家电网和电动汽车的需求。到2020年,其锂离子电池成本预计将低于100美元/千瓦时。


由于普通锂离子电池在制造过程中通常使用R2R处理工艺,这要将一块具有薄湿涂层的电极材料和一个薄金属箔结合,然后在大干燥箱中干燥所述电极。当薄电极最终干燥硬化,就能将它们结合到一起来制造电池和补充液体电解质。


上述方法较为复杂,且要花费较长的时间,也限制了其生产规模的扩大。24M的厂省去了大型干燥装置,减少了制造工序,以更加灵活的模块化方式来制造电池,相比生产普通电池的厂,其前期投资仅为前者的十分之一,生产电池所需时间也仅为前者的五分之一,此外,其制造出来的半固态电池也更加环保。


24M公司于2010年成立,该公司由美国麻省理工学院的首席科学家蒋业明教授(音译,英文名Yet-MingChiang)及ThroopWilder等人创办,截至目前该公司已完成两轮融资,募集资金达到5,000万美元。


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