在21世紀(jì)，科技就是生產(chǎn)力，科技決定了我們可以走多遠(yuǎn)。現(xiàn)如今，2016年已經(jīng)來(lái)臨，我們可以看到2015年的鋰電行業(yè)藍(lán)圖上留下了許多清晰的科技“腳印”：鋰空氣電池、石墨烯電池、鋰硫電池……事實(shí)上，實(shí)驗(yàn)室前沿技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)的憧憬從不曾減弱，只會(huì)愈發(fā)強(qiáng)烈。在這種熱情的籠罩下，霧霾終將被驅(qū)散，我們的未來(lái)將更光明。在此之際，小編特此盤(pán)點(diǎn)出十大前沿電池科技（排名不分先后），供大家參考。

　　NO.1 中科院石墨烯電池：充電7秒鐘 續(xù)航35公里

　　現(xiàn)如今，電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航成為人們最頭痛的問(wèn)題之一，就連業(yè)界巨頭特斯拉的Roadster升級(jí)版跑車(chē)都僅能達(dá)到644公里的續(xù)駛里程，如果此時(shí)有人告訴你： “有這么一種電池，一次充電時(shí)間只需8分鐘，可行駛1000公里。”相信很多人都會(huì)驚呆了，這種電池就是石墨烯電池，因?yàn)樾阅鼙牒罚员粏咀鳌俺?jí)電池”，甚至被“妖魔化”。

　　從2004年面世至今，石墨烯一直處在風(fēng)口浪尖上，但其若真是突破了技術(shù)限制，被運(yùn)用在電池上，那“顛覆”二字的確是擔(dān)得起的。

　　而在本月，中科院上海硅酸鹽研究所發(fā)布消息稱(chēng)，已研制出一種高性能超級(jí)電容器電極材料--氮摻雜有序介孔石墨烯，該材料具有極佳的電化學(xué)儲(chǔ)能特性，可用作電動(dòng)車(chē)的“超強(qiáng)電池”，充電只需7秒鐘，即可續(xù)航35公里，相關(guān)研究成果已于12月18日發(fā)表在世界頂級(jí)期刊《科學(xué)》上。

　　據(jù)介紹，該新型石墨烯超級(jí)電容器體積輕巧、不易燃也不易爆，可采用低成本制備，實(shí)現(xiàn)規(guī)模生產(chǎn)。因性能較鉛酸、鎳氫等電池有明顯的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，且在快速充放方面又遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋰電池，因此該“超級(jí)電池”可廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有混合電動(dòng)汽車(chē)、大功率輸出設(shè)備的更新?lián)Q代。

　　超級(jí)電容器，是介于傳統(tǒng)電容器和電池之間的一種電化學(xué)儲(chǔ)能裝置。由于具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全可靠等特點(diǎn)，但如何讓超級(jí)電容器兼具高功率、高能量，科學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)并沒(méi)有找到理想材料。

　　為破解這一難題，中科院上海硅酸鹽所聯(lián)合北京大學(xué)、美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)展開(kāi)持續(xù)攻關(guān)。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)、設(shè)計(jì)、合成，黃富強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現(xiàn)最佳。不僅能實(shí)現(xiàn)高能量密度、高功率密度，而且還可以通過(guò)使用水基電解液，做到無(wú)毒、環(huán)保、價(jià)格低廉、安全可靠。換句話說(shuō)，其在快速充放電方面可將鋰電池甩出幾條街，完全可以替代掉原先的電動(dòng)車(chē)電池組成為新的儲(chǔ)能設(shè)備。

　　但細(xì)思下來(lái)，該石墨烯電池號(hào)稱(chēng)充電7秒鐘，續(xù)航35公里，即一秒鐘可供行駛5公里。如果設(shè)定一般的家用電動(dòng)轎車(chē)一度電跑10公里，那么1秒鐘得充電0.5度，即充電功率要達(dá)到1800kW。這個(gè)看著有點(diǎn)瘆的慌，或許從實(shí)驗(yàn)室到工廠再到市場(chǎng)還有很遠(yuǎn)的路要走。

　　NO.2 劍橋大學(xué)鋰-空氣電池：充電超2000次 能量密度提高10多倍

　　多年來(lái)，鋰-空氣電池一直被業(yè)界譽(yù)為“終極電池”。鋰-空氣電池的理論能量密度能達(dá)到鋰離子電池的十倍，它是迄今為止能量密度最大的儲(chǔ)能器件，和汽油相當(dāng)，甚至可用于電網(wǎng)儲(chǔ)電。

　　一塊鋰-空氣電池可使汽車(chē)輕松行駛350英里以上，不需消耗汽油，并且相比于傳統(tǒng)電池體積更小也更便宜。但是很難使得鋰-空氣電池的電池容量接近理論值，其氧化薄膜的關(guān)鍵問(wèn)題也沒(méi)有得到解決。

　　但在10月29日，英國(guó)劍橋大學(xué)研究人員報(bào)告說(shuō)，他們克服了困擾鋰-空氣電池的多個(gè)技術(shù)難題，把這項(xiàng)技術(shù)朝實(shí)用化方向推進(jìn)了一大步。這項(xiàng)成果發(fā)表在美國(guó)國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志上。

　　劍橋大學(xué)開(kāi)發(fā)出的鋰-空氣電池模型蓄電能力約為3000Wh/kg，是現(xiàn)有鋰離子電池的約8倍，可循環(huán)充放電上千次，首次循環(huán)充放電效率高達(dá)93％，即充入電池中93％的能量在放電時(shí)都能被使用。

　　原來(lái)，在最新工作中，論文第一作者劉韜博士等人改用多層次的大孔石墨烯作為正極材料，利用水和碘化鋰作為電解液添加劑，最終產(chǎn)生和分解的是氫氧化鋰，而不是此前電池中的過(guò)氧化鋰。氫氧化鋰比過(guò)氧化鋰要穩(wěn)定，大大降低了電池中的副反應(yīng)，提高了電池性能。其中碘化鋰除了幫助分解氫氧化鋰外，似乎還起到了保護(hù)鋰金屬負(fù)極的作用，使電池對(duì)于過(guò)量的水有一定的免疫性。沒(méi)有它，同量的水會(huì)直接使電池失效，完全無(wú)法充放電。

　　他們這一工作為加快鋰-空氣電池的發(fā)展提供了許多新思路，比如使用多層次大孔石墨烯電極和電解液添加劑來(lái)改變電池反應(yīng)產(chǎn)物、減少電池副反應(yīng)、提高蓄電能力等。但他也強(qiáng)調(diào)，他們只解決了鋰－空氣電池的部分難題，接下來(lái)將研究該電池的充放電速率以及鋰金屬負(fù)極的保護(hù)和安全隱患等問(wèn)題。

　　但劍橋大學(xué)研究人員在一份聲明中承認(rèn)，鋰-空氣電池的商品化還需要“至少10年”，但他們的研究表明，開(kāi)發(fā)這類(lèi)電池的一些重大障礙是能夠克服的。

　　NO.3 斯坦福大學(xué)鋁離子電池：超快充電 超長(zhǎng)壽命

　　4月份，美國(guó)斯坦福大學(xué)的一個(gè)研究小組在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《自然》在線發(fā)表了論文《快速充放電鋁離子電池》。

　　長(zhǎng)期以來(lái)，鋁電池研究沒(méi)有實(shí)質(zhì)突破的主要難題在于電池材料。合適的負(fù)極材料和電解液材料是確保電池在經(jīng)過(guò)充電、放電的反復(fù)周期后仍能運(yùn)行的關(guān)鍵。研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、斯坦福大學(xué)化學(xué)系華人教授戴宏杰說(shuō)，他們把石墨作為負(fù)極材料，試驗(yàn)確認(rèn)了幾種表現(xiàn)良好的石墨類(lèi)材料，并用一種相當(dāng)于鹽溶液的等離子液體作為電解液，從而解決了鋁電池研究在材料上的瓶頸問(wèn)題。

　　研究人員表示，由于等離子電解液不會(huì)燃燒，鋁和石墨也不易燃燒，因此這種鋁電池非常安全。研究報(bào)告顯示，為測(cè)試鋁電池安全性，研究人員在電池上鉆孔，電池沒(méi)有爆炸燃燒，并仍能運(yùn)行一段時(shí)間。

　　除了高安全性，采用新技術(shù)的鋁電池在性能方面也有重要突破。比如，鋁電池只需1分鐘左右就完成超快充電。在試驗(yàn)中，鋁電池經(jīng)過(guò)7500多個(gè)充電、放電周期，電容量并沒(méi)有損失。相比之下，其他研究機(jī)構(gòu)的鋁電池在經(jīng)過(guò)約100個(gè)周期后通常無(wú)法再用，而鋰電池也只能經(jīng)受約1000個(gè)周期。此外，由于鋁和石墨屬于柔性材料，使鋁電池可以彎曲、折疊而不影響性能。

　　戴宏杰還表示，他們研發(fā)的鋁電池可以替代易污染環(huán)境的堿性電池和有可燃風(fēng)險(xiǎn)的鋰離子電池。未來(lái)這種鋁電池還可用于在電網(wǎng)中儲(chǔ)存可再生能源，也可用于電動(dòng)汽車(chē)。

　　不過(guò)，目前的鋁電池技術(shù)還有待進(jìn)一步改進(jìn)。其電壓僅為傳統(tǒng)鋰電池的一半，研究小組希望能通過(guò)提升正極材料的性能，最終提高鋁電池的電壓并增加能量密度。

　　而且，由于作為電解液的等離子液體成本較高，這種新型鋁電池距離量產(chǎn)還有一定的距離，商業(yè)上可行的鋁電池也尚未問(wèn)世。但毋庸置疑的是，鋁離子電池前景廣闊，如果能及早投放市場(chǎng)，一定會(huì)深受消費(fèi)者喜愛(ài)。

　　NO.4 鋰硫電池的重大突破：充放電超800次 壽命延長(zhǎng)一倍多

　　鋰硫電池是以硫元素作為正極、金屬鋰作為負(fù)極的一種電池，其理論比能量密度可達(dá)2600Wh/kg，實(shí)際能量密度可達(dá)450Wh/kg。同時(shí)單質(zhì)硫價(jià)格低廉、產(chǎn)量豐富、環(huán)境友好，是目前最接近產(chǎn)業(yè)化的高比能量電池技術(shù)。

　　雖然一直被看成下一代汽車(chē)動(dòng)力的主力，但鋰硫電池存在著反復(fù)使用不能超過(guò)300次的瓶頸。

　　本月，南京工業(yè)大學(xué)傳出消息，該校和新加坡高校合作，在鋰硫電池的研發(fā)方面取得重大突破。日前，該研究成果發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》上。

　　改良升級(jí)版的鋰硫電池庫(kù)倫效率大于98%，作為汽車(chē)動(dòng)力電池續(xù)航至少能提高至600公里，而且其使用周期即充放電次數(shù)從300次提高至了800次。

　　南京工業(yè)大學(xué)海外人才緩沖基地、先進(jìn)材料研究院科技創(chuàng)新研發(fā)團(tuán)隊(duì)博士后蔣建介紹說(shuō)，“鋰硫電池中的硫，在使用的過(guò)程中會(huì)和溶液進(jìn)行反應(yīng)，溶解流失掉。”，因此，這種電池反復(fù)使用不能超過(guò)300次。如何提高鋰硫電池的使用壽命呢？他們想了一個(gè)辦法，在鋰硫電池的關(guān)鍵部位“硫-碳黑復(fù)合物”上包裹了一層超薄的過(guò)渡金屬氫氧化物材料，單層厚度約7納米。“該超薄材料可與鋰離子發(fā)生不可逆反應(yīng)，生成的物質(zhì)可起到電極保護(hù)層的作用，巧妙地克服了傳統(tǒng)鋰硫電池電極因多硫化物溶解所造成的低充放電效率、短循環(huán)周期等諸多問(wèn)題。”蔣建說(shuō)。

　　新加坡南洋理工大學(xué)物理與應(yīng)用物理系于霆教授介紹，就世界范圍來(lái)看，這是首次采用超薄過(guò)渡金屬氫氧化物材料，對(duì)硫-碳黑復(fù)合物納米單元進(jìn)行微包覆處理，設(shè)計(jì)并制備了具有長(zhǎng)壽命、高庫(kù)倫效率的正極材料（庫(kù)倫效率指放電容量與充電容量的比率）。

　　鋰硫電池是世界各國(guó)競(jìng)相研發(fā)的尖端技術(shù)，其產(chǎn)業(yè)化前景被普遍看好。如何大幅進(jìn)一步提高該電池的充放電循環(huán)壽命、使用安全性，將成為鋰硫電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵。

　　NO.5 麻省理工學(xué)院半固態(tài)鋰液流電池：成本僅為三分之一

　　半固態(tài)電池是由美國(guó)麻省理工學(xué)院的研究人員與一家名為24M的衍生公司合作研制出的一種新型半固態(tài)液流電池。這一最新技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全面突破的關(guān)鍵在于混雜作用，從而讓科學(xué)家們可以實(shí)現(xiàn)液體流動(dòng)電池和傳統(tǒng)固體電池的整合，所以研究人員稱(chēng)這種電池為“半固體”。

　　這一最新研究的負(fù)責(zé)人、美國(guó)麻省理工學(xué)院的蔣業(yè)明教授表示，他們研制出的鋰“半固體”流體電池每單位體積傳遞的電力是傳統(tǒng)電池的10倍。新電池每制造出 1kWh電力的成本為250美元，為現(xiàn)有電池成本的三分之一。而且，充電一次，電動(dòng)汽車(chē)可行駛300公里，是現(xiàn)有電池的2倍。而且，這種新技術(shù)還可以確保制造出的電池性能更出色，更易回收利用。

　　在普通電池內(nèi)，離子通過(guò)液體或粉末電解液在兩個(gè)固體電極之間來(lái)回穿梭，迫使電子在連接電極的外部電線上流動(dòng)來(lái)產(chǎn)生電流。而在半固態(tài)電池內(nèi)，電極為細(xì)小的鋰化合物粒子與液體電解液混合形成的泥漿，電池使用兩束泥漿流，一束帶正電，一束帶負(fù)電。兩束泥漿都通過(guò)鋁集電器和銅集電器，兩個(gè)集電器之間有一個(gè)能透水的膜。當(dāng)兩束泥漿通過(guò)膜時(shí)，會(huì)交換鋰離子，導(dǎo)致電流在外部流動(dòng)。為了重新給電池充電，只需要施加電壓讓離子后退穿過(guò)膜即可。

　　科學(xué)家們表示，這種電池有三種充電方式可供選擇：抽出失效的泥漿并注入新鮮的泥漿；前往充電站，在此處用新鮮泥漿取代失效的泥漿；用電流給泥漿重新充電。采用前兩種方法，只需幾分鐘就能給電池充滿電。

　　美國(guó)德雷克塞爾大學(xué)德雷克塞爾納米研究所所長(zhǎng)尤里-伽戈崔指出，這可能是過(guò)去幾十年電池領(lǐng)域最令人興奮的研發(fā)技術(shù)。

　　理論上，半固態(tài)鋰液流電池的能量密度更高，價(jià)格更低，更安全，具有美好的前景。但是，這種東西的原理和結(jié)構(gòu)與現(xiàn)在的電池完全不同，生產(chǎn)線設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、量產(chǎn)工藝這些東西都得從頭摸索。所以，這些年蔣業(yè)明的24M公司一直在做從實(shí)驗(yàn)室到量產(chǎn)的事情，解決新結(jié)構(gòu)電池量產(chǎn)中遇到的各種問(wèn)題，逐漸形成了一條手工生產(chǎn)線。

　　最后如果量產(chǎn)成功了，那在電池歷史上，這個(gè)成就是可以與當(dāng)年索尼發(fā)明鋰離子電池相提并論的。

　　NO.6 以色列初創(chuàng)公司StoreDot研發(fā)的快速充電電池

　　一家名為“StoreDot”的以色列公司成功研發(fā)了一種用于汽車(chē)的超級(jí)充電技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)提供大量的電能。

　　StoreDot為此使用了大量的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并且研發(fā)了一種新技術(shù)--多功能電極（MFE）。MFE使用了導(dǎo)電聚合物和金屬氧化物作為電池材料，前者允許電池接收快速充電，后者則用來(lái)把迅速聚合的鋰離子慢慢流進(jìn)電極。通過(guò)一快一慢的兩個(gè)過(guò)程，既保證了充電快速性，又避免了電極崩潰或壽命變短。

　　StoreDot為這項(xiàng)技術(shù)配備了專(zhuān)用的電池組和充電樁，并宣稱(chēng)其能夠在5分鐘內(nèi)為電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)充續(xù)航480公里的電量，這與傳統(tǒng)汽車(chē)加滿一箱油的時(shí)間相差無(wú)幾。據(jù)悉，專(zhuān)用的快速充電電池內(nèi)部電阻非常小，在充電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量很低少，其壽命是普通鋰電池的三倍左右。成本方面，快速充電電池的造價(jià)比普通鋰電池貴20%至30%，不過(guò)考慮到更長(zhǎng)的使用壽命，均攤下來(lái)的價(jià)格應(yīng)該會(huì)比鋰電池更便宜。

　　StoreDot預(yù)計(jì)，將在2016年推出超級(jí)充電系統(tǒng)原型產(chǎn)品，爭(zhēng)取在2017年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

　　另外，StoreDot創(chuàng)始人及CEO多羅恩·米爾斯多夫表示，自己的公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種可以在60秒鐘內(nèi)完成充電的新型電池組。

　　“有關(guān)智能手機(jī)電量的焦慮癥將不復(fù)存在，因?yàn)樗鼈兘窈罂赡茉谝环昼妰?nèi)就可以完成充電。”米爾斯多夫說(shuō)道。盡管StoreDot發(fā)明的這一新型電池組沒(méi)有傳統(tǒng)電池那樣耐用，但開(kāi)發(fā)商表示極短的充電時(shí)間完全可以掩蓋這一短板的存在，而這一技術(shù)的問(wèn)世也將使未來(lái)的智能手機(jī)變得更具創(chuàng)新。

　　NO.7 新型液流電池：成本比釩電池降低60%

　　工業(yè)電池液流電池有朝一日可能引領(lǐng)可更新能源的普及，但前提是蓄電能力提升，能廉價(jià)的儲(chǔ)存大量電力，以便于在落日后和沒(méi)有風(fēng)的情況時(shí)能向電網(wǎng)輸入電力。

　　液流電池的形式和功能不同于常見(jiàn)的鋰離子電池。在液流電池單元中，液態(tài)電解質(zhì)在兩個(gè)容器箱體中循環(huán)流動(dòng)，而兩個(gè)箱體通過(guò)一個(gè)薄膜進(jìn)行分離。離子穿越薄膜就實(shí)現(xiàn)了電荷轉(zhuǎn)移，整個(gè)過(guò)程與氫燃料電池的發(fā)電原理類(lèi)似。液流電池組較鋰離子電池有更高的安全性，即便放置很長(zhǎng)一段時(shí)間，電能也不會(huì)出現(xiàn)流失，因此很適合用來(lái)儲(chǔ)存太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源。

　　近日，美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PNNL）的研究人員使用低成本及可持續(xù)的合成分子開(kāi)發(fā)了一種全新的有機(jī)液流電池，其生產(chǎn)成本下降了不少。他們預(yù)計(jì)這種液流電池的成本將下降到180美元/kWh，這比常見(jiàn)的全釩液流電池成本降低了60%左右。

　　研究人員在容量為600毫瓦的小型電池上對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了測(cè)試。在每平方厘米20到100mA的測(cè)試密度下穩(wěn)定循環(huán)充電100次依然能夠保持“接近于”100%的電池功率，而最優(yōu)的性能密度為每平方厘米40到50MA，也就是保留原有電壓的70%左右。

　　傳統(tǒng)的液流電池大多使用重金屬釩和溴化物等作為電解質(zhì)溶液，不僅極其昂貴，而且具有毒性。而PNNL的研究人員認(rèn)為他們使用的全新有機(jī)電解質(zhì)（正極中使用的是甲基紫精，而負(fù)極中使用的是4-羥基-2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧自由基，同時(shí)加入了氯化鈉）將成為一個(gè)全新的標(biāo)準(zhǔn)。

　　研究人員希望未來(lái)能在近5千瓦級(jí)的電池系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。

　　NO.8 Sakti3固態(tài)電池

　　中國(guó)工程院陳立泉院士曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“下一代鋰電池應(yīng)是全固態(tài)鋰電池，如果現(xiàn)在還不布局全固態(tài)鋰電池，將會(huì)錯(cuò)失發(fā)展時(shí)機(jī)。”

　　全固態(tài)鋰電池之所以稱(chēng)為“全固態(tài)”是因?yàn)槠潆姌O和電解液都是固態(tài)的。全固態(tài)電池有一個(gè)很突出的優(yōu)點(diǎn)，安全性比液態(tài)鋰電池要高許多，不易發(fā)生爆炸，而且其功率重量比較高，可以有效地縮小體積，所以業(yè)內(nèi)認(rèn)為它是電動(dòng)汽車(chē)?yán)硐氲膭?dòng)力來(lái)源之一。

　　除安全性較傳統(tǒng)鋰電池優(yōu)越外，全固態(tài)鋰電池還有一個(gè)很大的優(yōu)勢(shì)，就是充放電循環(huán)壽命很長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)45000次，并保存95%的初始容量，這點(diǎn)讓其它種類(lèi)電池望塵莫及。

　　年初Sakti3公司曾獲得戴森公司1500萬(wàn)美元的研發(fā)投資資金，就是與固態(tài)電池相關(guān)。Sakti3聲稱(chēng)已制造出能量密度達(dá)每公升1.1kWh（即 550Wh/kg）的電池，這一能量密度要比鋰離子電池高出約50％，能讓電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程從256英里（約412公里）提升到480英里（約772公里），但這一數(shù)據(jù)沒(méi)有經(jīng)過(guò)獨(dú)立測(cè)試。

　　固態(tài)電池消除了任何液體泄漏的問(wèn)題，并可以小型化。這正是Sakti3正在開(kāi)發(fā)的技術(shù)。但該技術(shù)還沒(méi)有商業(yè)化，其棘手之處在于改進(jìn)生產(chǎn)工藝，而不是發(fā)展其理論--其理論已十分完善，但要降低生產(chǎn)成本不是很容易的事。

　　這項(xiàng)技術(shù)棄用了傳統(tǒng)鋰電池中的可燃液體電解質(zhì)，通過(guò)其高能存儲(chǔ)材料實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步，最重要的是，它的價(jià)格更低，每kWh約100美元，要遠(yuǎn)低于目前200到300美元的市價(jià)，未來(lái)能夠應(yīng)用于受限于成本和里程限制的電動(dòng)汽車(chē)。

　　這么牛的電池為何不能商用呢？目前瓶頸主要存在如下：

　　1、室溫電導(dǎo)率普遍較低（《10-3S/cm），電池倍率充放電性能較差；

　　2、固態(tài)電解質(zhì)/電極間界面阻抗大，界面相容性較差，界面鋰離子電導(dǎo)率較低，固態(tài)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中體積膨脹和收縮，導(dǎo)致界面容易分離；

　　3、低溫性能仍然有待進(jìn)一步提高；

　　4、有待設(shè)計(jì)和構(gòu)建與固態(tài)電解質(zhì)相匹配的電極，研究和開(kāi)發(fā)出適合于固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池體系。

　　NO.9 SolidEnergy：2017續(xù)航翻倍鋰電池將來(lái)襲

　　據(jù)悉，MIT一家初創(chuàng)公司SolidEnergy研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)已經(jīng)正式商用，而且鋰金屬將作為陽(yáng)極出現(xiàn)在未來(lái)高能量密度的充電電池上。 SolidEnergy還表示，公司將和合作伙伴在2016年針對(duì)智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備產(chǎn)品推出一款2Ah的商業(yè)電池。此外，按照SolidEnergy 的計(jì)劃，2017年還將生產(chǎn)一款20Ah的電動(dòng)汽車(chē)電池，能夠提供超過(guò)目前鋰電池2倍的續(xù)航里程。

　　SolidEnergy開(kāi)發(fā)的固體聚合離子液態(tài)電解質(zhì)（SPIL）由液態(tài)離子和液態(tài)聚合物構(gòu)成，它強(qiáng)大的溫控能力能夠?yàn)殡姵氐恼９ぷ魈峁┌踩⒎秶^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(yáng)極，能夠提高電池的能量密度和循環(huán)使用次數(shù)，電解液中的抑制鋰枝晶產(chǎn)生的添加劑同樣能夠提高該電池的安全性。

　　相比由傳統(tǒng)石墨和復(fù)合硅作陽(yáng)極的電池，單位體積的能量密度分別增加了50%和30%。該技術(shù)在MIT的實(shí)驗(yàn)室中誕生，同時(shí)也得到了MIT的授權(quán)認(rèn)證。

　　去年，SolidEnergy表示已經(jīng)研制出一塊2Ah的聚合物原型電池，它的能量密度甚至超過(guò)了1200Wh/L，隨后其負(fù)責(zé)人稱(chēng)該試驗(yàn)電池的能量密度最高可達(dá)1337 Wh/L。

　　考慮到目前主機(jī)廠都在布局價(jià)格在3萬(wàn)美金，但續(xù)航里程可達(dá)320公里的純電動(dòng)汽車(chē)，那么SolidEnergy的新型聚合物電池似乎出現(xiàn)的恰到好處。按照它的規(guī)劃，2017年即將針對(duì)EV推出的20Ah電池，能夠達(dá)到目前大部分主流電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航的2倍之多。

　　博世高層曾表示，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)電池的成本只有目前一半，但能量密度卻是目前主流產(chǎn)品的一倍，加上特斯拉超級(jí)電池工廠的“攪局”，這些都有助于廉價(jià)高續(xù)航純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品成為主流。

　　NO.10 法國(guó)開(kāi)發(fā)出首款18650鈉離子電池

　　業(yè)界一直在討論鋰離子電池的繼任者到底是什么？而有部分專(zhuān)家認(rèn)為是鈉電池。

　　鈉離子電池之所以受到關(guān)注，是因?yàn)樽鳛槠渲鞑牧系拟c資源幾乎取之不盡用之不竭，制造成本不到鋰電池三分之一。而且這種電池兼具單位體積存儲(chǔ)能量多和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，可持續(xù)5千次充放電循環(huán)，效率超過(guò)85%，據(jù)說(shuō)可以將傳統(tǒng)鋰電池的續(xù)航能力提升7倍。

　　法國(guó)一支研究團(tuán)隊(duì)首次開(kāi)發(fā)出了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的18650規(guī)格的鈉離子電池。眾所周知，“18650”鋰電池被普遍用于筆記本、LED手電、以及特斯拉Model S汽車(chē)等設(shè)備上，18650鈉離子電池的出現(xiàn)，無(wú)疑是在可充電電池材料上取得的一項(xiàng)重大進(jìn)步。

　　固態(tài)化學(xué)家Jean-Marie Tarascon解釋到：“現(xiàn)在披露的鈉離子電池，受到了鋰離子技術(shù)的直接啟發(fā)”。 這款新型18650鈉離子電池，借助了鈉離子轉(zhuǎn)移來(lái)存儲(chǔ)和釋放電能。換言之，與鋰離子電池中的鋰離子一樣，在充放電的過(guò)程中，鈉離子也會(huì)通過(guò)液體，從一個(gè)電極轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極。在電池的使用周期中，我們同樣無(wú)需對(duì)材料加以修改。

　　研究人員目前將這種特定的材料定位商業(yè)機(jī)密，但原型電池的性能已經(jīng)讓人大開(kāi)眼界。LITEN合作研究員Lo‘c Simonin指出：“其能量密度可與磷酸鐵鋰等鋰離子電池相匹敵”。

　　該團(tuán)隊(duì)希望將不昂貴的鈉離子電池，盡快推向歐洲市場(chǎng)的各個(gè)領(lǐng)域：“采用18650這種規(guī)格，使得我們能夠讓概念迅速成真，并與市場(chǎng)上現(xiàn)有的同規(guī)格電池在性能上進(jìn)行同向比較。當(dāng)然，我們也會(huì)開(kāi)發(fā)出其它的規(guī)格，以迎合新的需求”。

　　鈉離子尺寸比鋰離子大了25%。更大的尺寸使鈉離子很難嵌入發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所在的電極晶體結(jié)構(gòu)中。因此鈉離子的移動(dòng)速率就比較慢，這成為了鈉離子電池充、放電速率慢的根源。與該問(wèn)題相關(guān)的還有電荷傳輸速率和材料的穩(wěn)定性也需要提高。