提到下一代電池技術(shù)，很多人的第一反應(yīng)就是固態(tài)電池了。

事實(shí)上，在眾多電池研究的單位中，選擇固態(tài)電池作為技術(shù)方向的最多，但電池技術(shù)的分類其實(shí)非常廣泛，除了固態(tài)電池，比較可行的還有以日本東芝為代表的快充型鋰離子電池，也稱“競(jìng)技技術(shù)”，而且這類電池也到了產(chǎn)業(yè)化的邊緣。

所謂“競(jìng)技技術(shù)”其實(shí)就是東芝開(kāi)發(fā)的“下一代SCiB”，SCIB通過(guò)在鋰離子二次電池負(fù)極中，采用相對(duì)Li來(lái)說(shuō)電勢(shì)更高的鈦酸鋰(Li4Ti5O12：LTO)，使得充放電循環(huán)壽命和安全性都得到了顯著提高。由于電勢(shì)高，鋰不會(huì)沉積在負(fù)極上，所以不會(huì)存在由于Li枝晶造成短路的問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)有產(chǎn)品2.5倍的輸入密度，同時(shí)體積能量密度增加到350Wh/L，達(dá)到了現(xiàn)有SCiB的2倍。

東芝不曾透露在下一代SCiB上實(shí)現(xiàn)超快速充電的具體技術(shù)，但有一個(gè)線索是，這個(gè)技術(shù)可能是由經(jīng)營(yíng)光學(xué)玻璃的Ohara公司開(kāi)發(fā)的技術(shù)。而不管如何，這類超級(jí)快充技術(shù)也是目前的主流電池技術(shù)發(fā)展方向之一，國(guó)內(nèi)最具代表性的企業(yè)就是微宏動(dòng)力。

關(guān)于以超級(jí)快充為代表的充電速度和以固態(tài)電池代表的高能量密度，哪種技術(shù)會(huì)率先大規(guī)模應(yīng)用在汽車上，其實(shí)很難說(shuō)。畢竟快充電池還面臨一個(gè)大功率充電以及電網(wǎng)負(fù)荷的問(wèn)題；而固態(tài)電池其技術(shù)壁壘似乎更為高深。當(dāng)然，如果能兩者皆備，就真是福音了。

下面就來(lái)看看本周鋰電行業(yè)都發(fā)生了哪些新技術(shù)和大事件吧。

1、加拿大燃料電池龍頭巴拉德發(fā)布新一代燃料電池

加拿大燃料電池龍頭巴拉德動(dòng)力系統(tǒng)公司(BallardPowerSystems)近日宣布，研發(fā)出新一代高性能燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)，可供無(wú)人機(jī)使用。巴拉德還收到了波音子公司Insitu的后續(xù)合同，新一代1.3千瓦(KW)燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)將用于Insitu公司“掃描鷹(ScanEagle)”無(wú)人機(jī)平臺(tái)，供其進(jìn)行更長(zhǎng)航時(shí)的飛行測(cè)試。

新一代燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)較以往取得了一系列重要進(jìn)展：新的膜電極組件(MEA)設(shè)計(jì)，讓電池能量密度增加；新MEA和一步燃料電池堆密封處理工藝相結(jié)合，降低電池成本；同時(shí)，電池還具備更長(zhǎng)的壽命。此外，雖然電池額定功率的所有增加，但電池尺寸和重量并沒(méi)有明顯變化，這對(duì)于無(wú)人機(jī)應(yīng)用而言的是一個(gè)特別重要的進(jìn)步。

點(diǎn)評(píng)：燃料電池運(yùn)用到無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，一點(diǎn)都不奇怪。就發(fā)展路線而言，燃料電池和鋰電池本就是兩個(gè)完全相反的方向，鋰電池是囿于安全性(逐步提升)，只能由小到大的應(yīng)用，即手機(jī)數(shù)碼到動(dòng)力領(lǐng)域；而燃料電池則囿于成本，是由大到小的應(yīng)用，目前燃料電池在特種領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)成熟了，就性能而言，燃料電池可謂“天生動(dòng)力”。而無(wú)人機(jī)相對(duì)汽車來(lái)說(shuō)，沒(méi)那么大的成本依賴，率先推廣燃料電池，理所當(dāng)然。

2、三星SDI研發(fā)出新型石墨烯球電池

據(jù)韓國(guó)《中央日?qǐng)?bào)》報(bào)道，三星電子綜合技術(shù)院的研究小組成功研發(fā)出新電池材料“石墨烯球”，比現(xiàn)有鋰離子電池的充電容量高出45%，充電速度提高5倍以上。該研發(fā)成果在線發(fā)表在《自然通訊》的雜志上。

研究人員發(fā)現(xiàn)在高強(qiáng)度、高導(dǎo)電性的石墨烯材料中加入二氧化硅后，可以大量合成石墨烯，合成的石墨烯像爆米花一樣呈現(xiàn)出三維立體形態(tài)，因此被稱為“石墨烯球”，將這種石墨烯球材料用于鋰離子電池的陽(yáng)極保護(hù)膜和陰極材料后可以提升充電容量、縮短充電時(shí)間，而且高溫穩(wěn)定性也能得到保障。

石墨烯在新一代素材中一直被認(rèn)為是代表性材料。從石墨中剝出的石墨烯是薄薄的碳素原子膜，其特點(diǎn)是物理性、化學(xué)性的穩(wěn)定性較高。該材料比銅的導(dǎo)電性高100倍；比硅的導(dǎo)電速度高140倍以上。這也是石墨烯球材電池比現(xiàn)有的充電電池的充電速度快五倍的理由。韓國(guó)計(jì)劃五年內(nèi)將“石墨烯球”鋰電子電池實(shí)現(xiàn)商用化。

點(diǎn)評(píng)：三星SDI這是要死磕石墨烯電池了，去年年底，三星就遞交了石墨烯電池的專利，但業(yè)內(nèi)人士分析指出，石墨烯電池只是一個(gè)概念，2030年之前都只能淪為炒作對(duì)象。不過(guò)，筆者倒是沒(méi)有那么悲觀，石墨烯電池這個(gè)概念其實(shí)很模糊，如果是石墨烯漿料的話，已經(jīng)比較成熟了，但如果是石墨烯負(fù)極的話，那還真得2030年以后了。

3、新型固態(tài)電解質(zhì)具備非對(duì)稱功能化層

近期中科院化學(xué)所郭玉國(guó)課題組成功開(kāi)發(fā)一種具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解質(zhì)(ASE)以同時(shí)滿足正負(fù)極的需求。該固態(tài)電解質(zhì)具有兩個(gè)功能化層：(ⅰ)與金屬鋰負(fù)極側(cè)接觸的是一層被7.5nm的聚合物修飾的致密的Li7La3Zr2O12無(wú)機(jī)涂覆層，該致密層可以有效的抵擋金屬鋰枝晶的刺穿。(ⅱ)在正極側(cè)是柔軟的聚合物層，該聚合物層分布于正極的內(nèi)部與表面，使得電極/電解質(zhì)界面較好的連接在一起。并且整個(gè)非對(duì)稱固態(tài)電解質(zhì)的厚度小于36μm，極大的降低了固態(tài)電解質(zhì)的厚度有望實(shí)現(xiàn)高能量密度的固態(tài)金屬鋰電池。

該非對(duì)稱固態(tài)電解質(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的對(duì)金屬鋰枝晶的抑制能力。組裝的Li/ASE/Li電池在在3200小時(shí)內(nèi)均表現(xiàn)出平坦穩(wěn)定的電壓平臺(tái)。并且循環(huán)后兩側(cè)的金屬鋰都保持了平整的形貌，無(wú)明顯的枝晶產(chǎn)生。

由該非對(duì)稱電解質(zhì)組裝的全電池，具有較低的界面電阻，并且該全電池具有優(yōu)異的長(zhǎng)循環(huán)性能和高的庫(kù)倫效率(大于99.8%)。循環(huán)后的電池正極表面有一層較薄且均勻的聚合物以確保整個(gè)循環(huán)過(guò)程中較好的電極/電解質(zhì)界面。

點(diǎn)評(píng)：固態(tài)電解質(zhì)成為下一代鋰電技術(shù)基本已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的共識(shí)了。但其缺點(diǎn)也很明顯，即固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電率、內(nèi)阻、界面阻抗及相容性等等。因此，現(xiàn)階段各大企業(yè)的研發(fā)重點(diǎn)是固態(tài)聚合物電解質(zhì)、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的設(shè)計(jì)及制備技術(shù)，固/固界面構(gòu)筑及穩(wěn)定化技術(shù)；并在此基礎(chǔ)上完善電池生產(chǎn)工藝及專用設(shè)備的研究，來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)。