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新型高能量密度锂离子电池 1000公里续航电动汽车不是梦


长期以来,电动汽车制造商一直都在寻求出现一项关于电池技术的突破,希望在提高电动汽车行驶里程的同时延长汽车电池的使用寿命。而根据国外媒体报道,现在来自瑞士的创业公司Innolith表示,他们最新型的高密度锂离子电池已经可以做到这一点。

该公司表示,自己已经制造出世界上第一款能量密度高达1000Wh/kg的可充电电池(每Wh/kg是一个测量单位,通常用来描述电池的能量密度)。相比之下,特斯拉在最新款Model 3电动汽车中使用的电池,也就是所谓2170型电池的能量密度预估为250Wh/kg,而特斯拉计划最终将这一数字提高到330Wh/kg。与此同时,美国能源部正在资助一项意图开发500Wh/kg能量密度电池的计划。如果Innolith公司完成自己的目标,那么改稿盎司1000Wh/kg能量密度的电池的确已经超过了上面所有的技术,堪称世界第一。

Innolith公司董事长艾伦·格林希尔兹(Alan Greenshields)在接受媒体采访时表示:“这是一种巨大的飞跃。粗略估计,它基本上是目前锂离子电池中最先进能量密度技术的四倍,同时也是下一代锂离子电池能量密度技术的三倍左右,还是美国能源部等机构设定未来能源密度研发目标的两倍,所以这是绝对算得上大事件。”

这种能量密度的电池一次充电就能让一辆电动汽车行驶超过1000公里(621英里),这比目前市场上最好的锂离子电池也要高出几个数量级。目前由松下为特斯拉生产的汽车电池,并且被使用在价格最昂贵型号中的电池提供的续航能力为330英里(约530公里),而大多数主流汽车制造商的目标基本上都维持在类似的水平上。

其他电动汽车公司,比如电动汽车制造商Henrik Fisker,则将希望寄托在固态电池技术上。该公司表示,固态电池的续航能力可以达到500英里(约804公里)的水平。而目前大多数电动汽车使用的是“湿”型锂离子电池,这种电池使用液体电解质来帮助电子进行转移提供能量。而固态电池的技术则是由固体和“干燥”的导电材料组成,不过这项技术仍停留在实验室阶段,尚未投入大规模商业化生产。

Innolith的锂离子电池仍然使用“湿”型液体电解质,但与传统锂电池之间有一个主要的区别:该公司使用了一种更稳定、更不易燃烧的无机物取代了原来含有电解质的有机溶剂(具有高度易燃性)。

格林希尔兹表示:“我们把有机材料取出来,用无机材料或基本上类似盐的材料取代它们,这种操作可以带来两种好处,其一是它可以消除火灾隐患,所以电池内部已经没有什么可以燃烧的物质;第二部分是我们还去掉了系统中最容易反应的部分,这使得制造电池的过程变得更容易,无需在电池不稳定的情况下储存大量的能量。”

他还补充说,大多数普通的锂离子电池中发现的有机材料是“副反应的主要来源”,因此随着时间的推移,这些副反应会消耗电池中的活性物质,使整个闭环系统变成“非生产性”系统。而Innolith表示自己全新的电池技术已经解决了这个问题。

Innolith表示,该公司将通过在德国的初步试生产将其创新的新电池系统推向市场,并且未来将与主要电池和汽车制造商建立授权合作关系 (格林希尔兹指出,印度已经对Innolith的技术感兴趣)。这项几乎剩余的研发和商业化工程可能还需要三到五年时间,这意味着该公司的电池最早要等到2022年才能商业化。

格林希尔兹和Innolith的首席执行官谢尔盖·布钦(Sergey Buchin)都很清楚,从现阶段到商业化的过程中还会发生很多事情。此前,这两人分别是瑞士电池制造商Alevo的首席技术官和首席运营官。这家公司在南卡罗莱纳夏洛特的制造能力上押下重注但失败,在2017年申请破产。即使该公司曾获得过来自俄罗斯亿万富翁的投资,最终也无法拯救这家公司。

根据破产法第11章申请破产保护后,格林希尔兹和布钦安排收购了Alevo的知识产权,并在瑞士巴塞尔设立了新公司的总部。他们还购买了位于德国布鲁切尔的相关研发设施,打算在那里进行试生产。

该公司目前的成果并非完全停留在理论化的阶段。该公司将其电池技术已经授权给PJM电网,根据其网站介绍,PJM电网将“协调特拉华州、伊利诺伊州、印第安纳州、肯塔基州、马里兰州、密歇根州、新泽西州、北卡罗来纳州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州、田纳西州、弗吉尼亚州、西弗吉尼亚州和哥伦比亚特区的全部或部分批发电力的移动。”PJM一直在马里兰州的哈格斯敦大规模测试一种名为GridBank的内部结构电池。

“这是有史以来第一次使用无机电解质的可充电锂电池投入商业应用,”格林希尔兹说。在Innolith准备将其高能量、高密度的电池投入生产之前,该公司表示这有望有助于提升Innolith公司在电池领域的影响力。过去曾有多家公司表示自己在电池技术上取得了重大突破,但几乎没有证据能够证明这些公司的成果。因此Innolith公司的高管们表示,在自己的产品商业化并且取得客户和市场的信任之前,需要对自己最新的研究成果加以证实。

Innolith首席营销官朱利安·坦纳(Julian Tanner)表示:“我想托马斯·爱迪生曾说过,最具有影响力的技术,是那些声称自己在电池领域有突破的恶棍。(虽然我们找不到这句话的确切出处,但爱迪生在1883年接受采访时,似乎谈到了有关电池突破技术更广泛的观点)。

尽管如此,如果这意味着改变电池技术的未来,Innolith公司并不害怕自己看起来像一个恶棍。坦纳表示:“我们真的在电池方面取得了突破,这会永远改变世界。”

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