之前曾有報道稱,MIT一家初創(chuàng)公司SolidEnergy研發(fā)的固態(tài)電解質技術已經正式商用,同時鋰金屬將作為陽極出現在未來高能量密度的充電電池上。同時,該公司還表示到2016年,SolidEnergy及其合作伙伴將針對智能手機和可穿戴設備產品推出一款2Ah的商業(yè)電池。此外,按照SolidEnergy的計劃,2017年還將生產一款20Ah的電動汽車電池,能夠提供超過目前鋰電池2倍的續(xù)航里程。
去年,SolidEnergy表示已經研制出一塊2Ah的聚合物原型電池,它的能量密度甚至超過了1200瓦時/升,隨后其負責人稱該試驗電池的能量密度最高可達1337瓦時/升。此外,SolidEnergy開發(fā)的固體聚合離子液態(tài)電解質(SPIL)使得超薄的鋰金屬陽極得以使用,相比由傳統(tǒng)石墨和復合硅作陽極的電池,單位體積的能量密度分別增加了50%和30%。
SolidEnergy這項技術的核心在于上面提到的固體聚合物離子液態(tài)電解質SPIL,該技術在MIT的實驗室中誕生,同時也得到了MIT的授權認證。
SolidEnergy研發(fā)的這款原型電池由陰極,SPIL電解質和固態(tài)聚合物包裹的鋰金屬陽極組成。同時,這款創(chuàng)新的SPIL電解質由液態(tài)離子和液態(tài)聚合物構成,它強大的溫控能力能夠為電池的正常工作提供安全、范圍較廣的環(huán)境溫度;此外,被固態(tài)聚合物包裹的金屬鋰作為陽極,能夠提高電池的能量密度和循環(huán)使用次數,電解液中的抑制鋰枝晶產生的添加劑同樣能夠提高該電池的安全性。
據了解,SPIL電解液中的聚合物和液態(tài)鋰離子都具有兩種相似的特性:1. 水汽壓較低;2. 耐高溫(最高承受溫度為300℃)。大家都知道,如果負極和電解質界面上的電流分布不均勻,會形成鋰枝晶。而鋰枝晶形成的嚴重后果是可能刺穿電池的隔膜而引起短路,生成大量的熱使電池著火, 甚至發(fā)生爆炸。所以,金屬鋰陽極表面覆蓋的固態(tài)聚合物以及抑制枝晶產生的添加劑都能保證能量密度提高的同時,電池的安全性并不會打折扣。
考慮到目前主機廠都在布局價格在3萬美金,但續(xù)航里程可達320公里的純電動汽車,那么SolidEnergy的新型聚合物電池似乎出現的恰到好處。按照它的規(guī)劃,2017年即將針對EV推出的20Ah電池,能夠達到目前大部分主流電動汽車續(xù)航的2倍之多。前幾天,博世高層在接受記者采訪時表示,未來電動汽車電池的成本只有目前一半,但能量密度卻是目前主流產品的一倍,加上特斯拉超級電池工廠的“攪局”,這些都有助于廉價高續(xù)航純電動汽車產品成為主流。