次达锂电池奥冠高性能石墨烯锂电池很皮实循环寿命达2500次以上|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

奥冠高性能石墨烯锂电池很皮实循环寿命达2500次以上

电池续航里程短、充电时间长等是制约电动汽车发展的短板之一，不过这种现状有望被改变。山东奥冠新能源科技有限公司在中元科技创新园展区展出高性能石墨烯锂电池，在保证安全稳定无污染的基础上，将原有充电时间缩短一半，电池的使用寿命提高一倍。

高性能石墨烯锂电池由动力电池和储能电池构成，以石墨烯作为电池负极材料添加剂，显著提高了电池容量、高倍率充放电等性能，较普通动力锂电池整体性能有明显提升。电池循环寿命达2500次以上，高于市场上的锂离子电动汽车1500次左右的循环寿命。

据该公司外联部主任徐风静介绍，高性能石墨烯锂电池具有高温60℃放电96%以上、低温-20℃放电85%以上、低温-40℃放电50%左右的高低温性能，同时还具有能量密度高、循环使用寿命长、大电流充放电性能好、安全环保等优点，技术水平达到了国际先进、国内一流水平，主要应用于交通运输、光伏和风力发电储能、UPS电源系统等领域。

“德州新能源电动车产业发展迅速，电机、电控、电池等核心零部件企业逐步集聚，占车辆三分之一成本的电池，需求量极大。”徐风静说，高性能石墨烯锂电池问世是行业内的重大突破，可以满足今后的发展需求，为石墨烯材料的应用产业化走出了一条康庄大道。

美国锂负极电池问世，充电3分钟循环10000次，或改变游戏规则？

今天看到美国哈佛大学李鑫教授的团队，开发了一款新的固态电池，直接用锂金属作为负极，可以在10分钟内完成充电，并且循环6000次后仍有80%以上的电量，远远超过目前主流的锂离子电池，优于市场上的其他软包电池。研究人员声称，这是朝着工业和商业应用固态电池迈出的重要一步，业界媒体认为这将是电动汽车真正的游戏规则改变者。哇，如此高的评价，这款电池真的有这么牛吗？

很多朋友可能都知道，用锂金属做负极是动力电池的圣杯和终极梦想，因为它的容量是现有石墨负极的10倍，这意味着在电池重量相同的情况下，可以将电动汽车续航里程直接增加10倍，有了这样的电池，谁还会去买燃油车呢？地球变暖祸害生命的难题也就迎刃而解了。

但锂金属负极也是科研人员的可怕梦魇，因为锂金属极为活跃，扔到水里都可能燃烧爆炸，要想驯服它，让它心甘情愿地做电池负极，简直就是比登天还难，而且它在充放电过程中会产生锂枝晶，并且会“自我膨胀”导致遍体鳞伤，用不了几次就没命了，谁又敢去买用这种电池的电动汽车呢？一个人再傻也不会傻到跟自己的钱和命过不去吧。

哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院李鑫教授、Luhan Ye博士领导的团队，经过多年的研究，可能已经解决了这个登天难题，开发出了利用锂金属负极制造固态电池的新方法。这项研究发表在1月8日的《自然-材料》杂志上，并已授权给他们早些年成立的阿登能源公司（Adden Energy），目前已生产出智能手机所用大小的固态电池，预计三到五年就可以扩展到电动汽车所用的全尺寸固态电池。

朋友们可能都知道，锂金属的理论比容量是3860mAh/g，石墨是372mAh/g，所以锂金属负极的容量是石墨的10倍。目前市场锂离子电池中，石墨负极约占70%，容量也接近了理论值，瓶颈效应已经非常明显了。虽然电动汽车现在热火朝天，但就是有很多人不买账，无非就是三大焦虑，充电慢、续航短、怕燃爆。而现有锂离子电池可以说已经到了天花板，很难解决这些问题，所以市场迫切需要一种新的电池突破来打消人们的顾虑，点燃购买电动汽车的热情。

总体来说目前主要有两种负极材料解决方案。

一种是硅负极，理论比容量最高达4200mAh/g，也是石墨的10倍以上，但它充放电过程中的结构膨胀也是非常厉害，所以无法直接作为负极材料使用，很多研究通过掺杂、复合、硅氧化、纳米化等方式进行改性，从而制造出优于现今锂离子电池的硅负极电池，像特斯拉的4680就已经量产，能量密度达到了300Wh/kg。松下去年底也宣布要使用纳米硅粉生产充电10分钟，续航800公里的锂离子电池，但具体什么时候开始生产还是一个未知数。

另一种就是锂金属负极了，不仅具有3860mAh/g的比容量，还有所有材料中最低的电极电位-3.04V，而且锂的密度也极小，比水还低，只有0.53g/cm^3，因而被认为是最具潜力的负极材料。然而锂金属负极有三大致命问题，限制了它的发展空间。

一是锂枝晶，在不断的充放电过程中，锂负极表面极易形成锂枝晶，长到一定程度甚至可能刺穿隔膜，导致电池短路等安全隐患。

二是“死锂”，由于在放电过程中，锂枝晶根部电流密度更大，容易发生断裂，导致枝晶转化为不可利用的“死锂”，加速电池的性能衰减和寿命缩短。

三是金属锂异常活泼，化学稳定性不好，容易和氧气水分等发生反应，加大了生产过程中的难度。

哈佛大学的创新，把金属锂和硅结合起来做负极，通过在微米级的硅颗粒表面镀上一层均匀的锂金属层，让锂离子在充电过程中从正极移动到负极时，锂化反应被限制在浅表面，电流密度均匀地分布在上面，从而可以阻止锂枝晶的形成。根据科学家们的说法，锂金属包裹在硅颗粒表面，就像巧克力裹在榛子表面形成壳一样。由于充放电时，脱锂和嵌锂是在平坦的硅颗粒表面发生，这个过程可以很快，所以充电速度也很快，大约只需10分钟即可。

在2022年发表的更早的研究中，哈佛大学团队甚至认为，这种固态电池充电时间只需要3分钟，寿命可以达到10000次以上，并表现出高能量密度和稳定性，没有尺寸上的限制，因此可以在三到五年内转化为成熟的商业化电动汽车电池，很可能会改变行业规则。

不仅如此，科学家们还研究了硅限制锂扩散形成均匀厚镀锂层特性的过程，解释了这种过程的可能潜在机制，并找到了数十种具有类似性能的无机材料，为开发新的电池技术提供了更多的可能性。

不过我没有看到这种固态电池的能量密度等关键数据，所以可能还处于最初的研发阶段，未来会如何发展还是一个未知数。而且全球多家知名企业都已开发出了固态电池，还有数据比这更好的，像是丰田、松下、中国的广汽集团等，都宣布将在2025年到2027年开始量产固态电池，还有美国的QuantumScape，更是推出了无负极的锂金属固态电池，15分钟可充到80%的电量，行驶50万公里后仍保持95%的容量，并且能量密度和续航提高了将近一倍，最早有可能在今年就开始量产。

所以固态电池可能确实是未来的方向，但究竟是锂负极、硅负极还是其他负极，固态电解质是聚合物、氧化物还是硫化物，目前都还处于群雄乱战的时代，杀到最后可能才能见真章。但一个奇怪的现象是，这场厮杀的战场，似乎并不在现在占据锂离子电池绝对垄断地位的中国，却让人有些百思不得其解，难道中国的电池巨头们都安于现状，不思进取？但我看到说几家都在研发固态电池，而且各种技术路线齐头并进，所以或许可能只是低调的沉默？