在特斯拉緊鑼密鼓組建超級(jí)電池廠之時(shí)，由華裔科學(xué)家蔣業(yè)明創(chuàng)辦，隱身4年的半固態(tài)電池公司24M高調(diào)出山，4輪融資總計(jì)超7000萬(wàn)美元（約4.9億人民幣），其加工的鋰離子電池單體能量密度達(dá)到了350Wh/kg。

本文整理外媒報(bào)道，具體拆解24M的雙電解液動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)。

一、全新雙電解液鋰離子電池近日，美國(guó)24M公司宣稱(chēng)：今年四月28號(hào)，在佛羅里達(dá)州舉辦的國(guó)際電池研究展覽會(huì)上，他們將向公眾展示一種全新的、高性能低成本的“雙電解液鋰離子電池”。

為了解雙電解液電池的優(yōu)勢(shì)，我們不妨先看看傳統(tǒng)電池。

一般的電池，僅有一種電解液在兩極間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成的陰陽(yáng)離子在電解液中流動(dòng)以平衡兩邊電勢(shì)差。然而，在反應(yīng)過(guò)程中，兩電極處會(huì)集中越來(lái)越多的陽(yáng)/陰離子，形成極高的反壓差，阻止反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，這個(gè)問(wèn)題被稱(chēng)為極化反應(yīng)。

▲陰陽(yáng)極區(qū)各自有不同的電解液

而這種新型電池，陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)各有一種電解液，各自參與反應(yīng)，兩種液體由一種非滲透電池隔膜隔開(kāi)，兩邊液體不互通，電勢(shì)差由外部鹽橋離子的流動(dòng)來(lái)平衡，而電子通過(guò)外部電路形成電流。這樣，陰陽(yáng)離子并不會(huì)在電極處大量集中，從而有效地戒備了極化反應(yīng)。因此，這種雙液電池的放電繼續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，副反應(yīng)更少，整體電能效率更高。

基于雙電解液技術(shù)，24M公司的鋰離子電池單體能量密度達(dá)到了350Wh/kg，安全性、充放電循環(huán)壽命進(jìn)一步提高，成本也大幅降低。

二、半固態(tài)電極平臺(tái)24M公司能做到這個(gè)地步，雙液技術(shù)僅是一部分，其獨(dú)有的“24M半固態(tài)電極平臺(tái)”也功不可沒(méi)。

▲左側(cè)為24M半固態(tài)電極，右側(cè)為傳統(tǒng)鋰離子電池電極，可見(jiàn)半固態(tài)電極消除了很多非儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)

24M公司CEORickFeldt（瑞克·費(fèi)爾特）說(shuō)：

“24M半固態(tài)電極平臺(tái)是雙液系統(tǒng)的基礎(chǔ)，它極大地提升了整體加工效率，也開(kāi)拓了全新的電池單體設(shè)計(jì)、電化學(xué)反應(yīng)。不僅如此，24M的半固態(tài)單體結(jié)構(gòu)還能消除全固態(tài)電池中尚未處理的“界面問(wèn)題”——即固態(tài)電極液和固態(tài)電極間無(wú)濕潤(rùn)性，兩界面難以充足接觸，組分又相互擴(kuò)散，導(dǎo)致電池內(nèi)阻急劇增大，電池壽命極低的問(wèn)題。”

“24M公司正在與數(shù)個(gè)世界優(yōu)秀制造商合作，我們已經(jīng)證明了這種設(shè)計(jì)能夠兼顧產(chǎn)量和加工收益。”

“使用這種半固態(tài)電極平臺(tái)+雙電解液技術(shù)，我們無(wú)疑已經(jīng)顛覆了鋰離子電池行業(yè)。不僅如此，這種技術(shù)還張大了電解液的選擇范圍，我們希望這種技術(shù)能成為行業(yè)所有公司的發(fā)展方向，在4.28號(hào)國(guó)際電池研究展覽會(huì)上，Naoki（直樹(shù)）將引導(dǎo)大家討論研究，包括純水等其他迄今為止尚未被實(shí)驗(yàn)過(guò)的材料。”

對(duì)此，日本伊藤誠(chéng)貿(mào)易公司總經(jīng)理KojiHasegawa對(duì)24M贊揚(yáng)道：

“歸功于24M公司在固態(tài)離子和半固態(tài)電極上面的成績(jī)，這種神奇的設(shè)計(jì)，在鋰離子電池性能提升愈發(fā)困難的今天，為鋰電單體和電化學(xué)反應(yīng)的設(shè)計(jì)供應(yīng)了全新的思路。”

三、相較于傳統(tǒng)電池的優(yōu)點(diǎn)據(jù)《我國(guó)制造2025》規(guī)劃：到2020年，我國(guó)動(dòng)力鋰離子電池單體能量密度要達(dá)到300Wh/kg；到2025年，單體能量密度達(dá)到400Wh/kg。

目前市面上，代表我國(guó)鋰電技術(shù)最高水平的寧德時(shí)代NCM811電芯，單體能量密度在270-280Wh/kg左右。而特斯拉所用的松下2170電芯，是已量產(chǎn)裝車(chē)的最高單體能量密度電芯，為260Wh/kg。

可見(jiàn)，傳統(tǒng)鋰離子電池的發(fā)展已經(jīng)非常困難。在保證電池安全的前提下，提升能量密度非常緩慢，提升的成本也越來(lái)越高，而300Wh/kg，是行業(yè)專(zhuān)家預(yù)測(cè)傳統(tǒng)鋰離子電池的單體能量密度極限。

相較于傳統(tǒng)電池，24M公司這種雙電解液半固態(tài)電池目前已經(jīng)達(dá)到了350Wh/kg單體能量密度。據(jù)稱(chēng)，24M公司下一步目標(biāo)是將單體能量密度提升至400Wh/kg，這已是我國(guó)2025年的發(fā)展目標(biāo)。

不僅如此，由于半固態(tài)電極平臺(tái)采用了全新鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)，60%以上的非儲(chǔ)能材料被去掉，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，在電池充放電循環(huán)中，內(nèi)阻力更小，循環(huán)壽命大大改善。以目前電動(dòng)汽車(chē)電池均勻1000次的充放電循環(huán)壽命來(lái)說(shuō)，這種新電池的循環(huán)壽命可以提升7倍。

這對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)企及用戶(hù)，無(wú)疑是一個(gè)福音。