三维锂电池宁德时代取得三维复合金属锂负极和金属锂电池与装置专利，能够抑制金属锂与电解液的副反应|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

宁德时代取得三维复合金属锂负极和金属锂电池与装置专利，能够抑制金属锂与电解液的副反应

金融界2024年4月15日消息，据国家知识产权局公告，宁德时代新能源科技股份有限公司取得一项名为“三维复合金属锂负极和金属锂电池与装置“，授权公告号CN112771693B，申请日期为2020年4月。

专利摘要显示，本申请涉及一种三维复合金属锂负极和金属锂电池与装置。所述复合金属锂负极包括金属锂颗粒和三维聚合物骨架，其中所述金属锂颗粒填充于所述三维聚合物骨架中，所述三维聚合物骨架包括亲锂片段、活性位点和含聚合物的部分。本申请改善了金属锂负极在充放电过程中的体积效应，能够抑制金属锂与电解液的副反应；增大了金属锂负极的比表面积，引入了亲锂的纳米位点，从而能够引导金属锂均匀沉积，可有效抑制锂枝晶生长；此外，三维骨架包覆活性锂，可有效抑制传统方案面临的SEI膜较脆的风险。

本文源自金融界

Lyten公司用三维石墨烯材料造电池，一些样品的循环次数高达300次

硫是一种廉价且丰富的材料，它可能是延长电动汽车续航里程的关键，因为我们可以用它来制造便宜的电池。

应对气候变化将需要大量电池，它们既要驱动越来越多的电动汽车，又要在电网上储存可再生能源。如今，锂离子电池是这两个领域的首选。

图 | Lyten 使用三维石墨烯材料来提高锂硫电池的能量密度（来源：LyTEN）

但随着电池需求的不断增长，开采所需材料变得更具挑战性。解决方案可能在于找到更多的替代品，避免使用锂离子电池所需的一些储量有限和开采方式有争议的金属，如钴和镍。

锂硫，这种有潜力的电池化学可能很快就会达到一个重要的里程碑，因为初创公司 Lyten 计划在 2024 年晚些时候向首批客户提供锂硫电池。

这些电池（可以串在一起构成不同尺寸的电池）将提供给航空航天和国防工业领域的客户，这是构建能够用于电动汽车的电池之旅的一步。

当谈到新的电池选择时，Lyten 首席电池技术官塞琳娜·米科拉恰克（Celina Mikolajczak）表示，“我们需要能够大量生产、快速生产的产品。这就是锂硫的用武之地。”

硫储量丰富且价格低廉，这是锂硫电池价格便宜得多的主要原因。塞琳娜表示，这种材料的成本约为锂离子电池的一半。

但这并不意味着新电池的成本会立即降低。随着生产规模的扩大和公司逐渐解决技术问题，锂离子电池已经花了几十年的时间慢慢降低成本。但材料成本的降低意味着未来电池可能会更便宜。

锂硫电池不仅可以提供一种更便宜的能源存储方式，而且还可以在一个关键指标上击败锂离子电池：能量密度。

相同重量的锂硫电池的能量几乎是锂离子电池的两倍。这对于应用在电动汽车上是一大优势，让汽车制造商能够制造出续航里程更高的车辆，而不会增加车身重量。

然而，Lyten 仍需要克服一些重大技术障碍，才能将它开发的电池安装在电动汽车上，其中最主要的是让电池持久耐用。

目前，电动汽车制造商使用的锂离子电池可以轻松达到 800 次以上的充电循环。这意味着它们可以放电和充电 800 次。

芝加哥大学和美国阿贡国家实验室的电池研究员雪莉·孟（Shirley Meng，音译）表示，锂硫电池的降解速度往往要快得多，目前许多研究成果都徘徊在 100 次循环左右。

原因是为锂硫电池提供动力的化学反应有些棘手，锂和硫之间会出现不需要的化学反应，并耗尽电池的寿命，导致电池过早报废。

Lyten 不是第一个专注研究锂硫电池的公司。几十年来，许多大大小小的公司都在这一化学领域不断尝试。

一些公司（如英国的 Oxis Energy）已经倒闭，而其他公司（如 Sion Power）则放弃了锂硫电池这条技术路线。

但孟说，对锂电池替代品的需求正不断增长，兴趣和资金水平比以前更高。这可能意味着 Lyten 在早期努力失败的地方取得了成功。

赛琳娜表示，Lyten 在延长电池寿命方面取得了进展，最近一些样品的循环次数高达 300 次。

她将成功归功于 Lyten 的三维石墨烯材料，该材料有助于阻止不必要的化学反应并提高电池的能量密度。

该公司还希望在传感器和复合材料等其他产品中使用三维石墨烯，这是一种比二维石墨烯更复杂的结构。

即使取得了新进展，Lyten 离生产出寿命足够长的电动汽车电池还有很长的路要走。与此同时，该公司计划先将其电池推向对寿命要求不太高的市场。

Lyten 首席可持续发展官基思·诺曼（Keith Norman）表示，由于锂硫电池非常轻，因此该公司正在与客户合作制造无人机等设备。

对于这些设备而言，经常更换电池不是什么大问题，而且它们更看重轻的电池。

该公司于 2023 年开设了一条试验生产线，最大产能为每年 20 万个电池。同时它最近开始生产少量电池，计划于 2024 年晚些时候交付给付费客户。

该公司尚未公开透露哪些公司将收到第一批电池。诺曼表示，展望未来，两个主要关注点是提高三维石墨烯和电池的使用寿命和扩大生产规模。

为电动汽车提供动力的锂硫电池仍然离我们很遥远，但正如赛琳娜指出的那样，锂离子之所以能成为目前最流行的电池化学物质，是因为这么多年来，许多公司在成本、寿命和能量密度方面已经取得了长足的进步，一直在努力研究和优化它。

赛琳娜说，人们已经尝试了很多种新的电池化学物质，“但要使其中之一成为现实，你就必须要付出努力。”

作者简介：凯茜·克龙哈特（Casey Crownhart），是《麻省理工科技评论》的气候记者，专注于可再生能源、交通以及技术如何应对气候变化。她还曾是一名自由科学和环境记者，为 Popular Science 和 Atlas Obscura 等媒体撰稿。在从事新闻工作之前，她是一名材料科学的研究员。

支持：Ren

运营/排版：何晨龙