美国麻省理工大学(MIT)在电池技术上取得突破性成果,该大学的胡启朝博士和唐纳德.赛德维(Donald Sadoway)教授共同研发出“无负极电池”,其2Ah产品原型的能量密度高达每升1337瓦时(Wh/L),或将颠覆沉寂了20多年的传统锂电池行业。
电池技术是制约智能硬件更进一步发展的瓶颈问题。MIT的胡启朝博士和唐纳德.赛德维(Donald Sadoway)教授研发的这种第三代锂电池使用一种超薄到近乎没有的金属负极和更加安全的电解液。根据美国权威的独立电池测试实验室A123公司今年十月份的验证,它的2Ah产品原型的能量密度达到了每升1337瓦时(Wh/L),这超过了目前苹果、三星,小米和特斯拉电池能量密度的2倍,这一项成果突破了目前世界最高记录,还获得了包括美国R&D100奖(科技创新的奥斯卡)和美国能源部清洁能源奖等一系列知名的科技创新奖项。
电池由正极,负极,电解液和隔膜四部分组成。大部分电池公司都扎堆在正极材料的生产上,“在负极方面,创新相对来说要困难很多,一般每10年到20年才有一次大的突破,这也是为什么电池由负极决定属于哪一代,”胡启朝博士说。目前,国内生产电池负极材料的主要公司有贝特瑞,杉杉股份,江西紫宸科技,斯诺企业,郑拓新能源,田津锦美等。
根据美国能源部的定义,第一代锂电池使用石墨负极,最多能达到600Wh/L的能量密度;第二代锂电池使用硅负极,最高能取得800Wh/L左右的能量密度;第一代和第二代都属于传统的锂离子电池。而第三代锂电池将使用更高能量密度的金属负极甚至做到无负极,能超过1000Wh/L的能量密度。
根据花旗银行的最新报告,2014年全球可充式锂电池市场高达210亿美元,其中120亿美元来自于消费类电子产品,35亿美元来自于电动汽车。保守估计,2020年全球可充式锂电池市场达到350亿美元,包括147亿美元来自于消费类电子产品,100亿美元来自于电动汽车,平均每年增长10%。随着人们越来越多的使用智能硬件,实际的锂电池市场会远远大于这个保守估计。
“在大规模生产前,我们仍然需要解决许多制造工艺的问题,比如均匀性和纯度。主要的挑战是要确保在大规模生产时,材料仍然和实验室小规模有同样的纯度和均匀性,”他补充到。据悉,两位科学家还带领一支MIT的创业团队组建了麻省固体能源公司(SolidEnergy)来促进科技成果的产业化转化,并获得了MIT相关专利的全球独家使用权。“无负极电池”技术有望在未来1-2年内投入使用,届时,智能手机将变得薄如卡片,手机待机时间和电动车续航里程翻翻,而且电池价格变得更低。