自從純電動汽車成為市場的焦點之后，關于超級電池的消息就不絕于耳。一次加注只需3分鐘的氫氧燃料電池，一次充電巡航里程高達1000公里的石墨烯電池，創(chuàng)新電池結構的半固態(tài)鋰電池……似乎那些長期占據(jù)絕對市場份額的鉛酸電池、鋰離子電池等傳統(tǒng)電池，分分鐘就要被這些“家族新貴”革了命。

然而，事實真的如新聞里描述的那樣么？從電池研發(fā)的歷史上看，縱使電池行業(yè)發(fā)展了200多年，市場依然被技術經(jīng)濟性最成熟的鉛酸電池和鋰離子電池占據(jù)；特別是近20年，電池每年能量密度穩(wěn)定提高3%至6%，已實屬不易。一種適用電池的新材料從開發(fā)到產(chǎn)業(yè)化，周期十分漫長，一般需耗時18至20年。

縱觀五花八門的“新型電池”，亮眼的實驗室數(shù)據(jù)無法代表產(chǎn)業(yè)化能力，單一指標優(yōu)勢也不能以偏概全，雖然人們都急盼著能夠盡快發(fā)生電池革命，但可能還需要經(jīng)歷更長時間的等待。

半固態(tài)鋰電池：結構上的改變

日前，美國麻省理工學院的研究人員蔣業(yè)明與一家名為24M的衍生公司合作，提出一種制造鋰離子電池的不同工藝：半固態(tài)鋰離子電池。該發(fā)明人宣稱不僅有望顯著降低生產(chǎn)成本，還能提高電池性能，使其更易于回收，這給純電動汽車性能的提升帶來了全新想象。消息一出，引發(fā)業(yè)界關注。

實際上，這種電池的原理并不復雜，與現(xiàn)有鋰離子電池設計類似。電極單元是細小的鋰化合物粒子與液體電解液、導電添加劑混合形成的泥漿，電池使用兩種泥漿，一種帶正電，一種帶負電。兩種泥漿分別通過鋁集電器和銅集電器收集電子，正極室和負極室之間有一個能傳遞離子、防止電子傳遞的隔膜。電池的充放電原理和鋰離子電池一樣，通過鋰離子在正極室與負極室穿梭通過隔膜，電子通過外電路傳輸完成。

“相較于蔣業(yè)明之前發(fā)明的半固態(tài)液流電池，半固態(tài)鋰離子電池實際上更接近于鋰離子電池的設計。”中國科學院物理研究所研究員、電池專家李泓接受《經(jīng)濟日報》記者專訪時說，現(xiàn)有的鋰離子電池采用多層薄膜電極設計，而這種電池采用厚電極，在結構設計上得到了簡化，減少了集流體、隔膜所占的電池總重量的比例，在采用正負極材料相同的情況下，可以提高電池的能量密度，工藝成本有望降低。

半固態(tài)鋰離子電池由于采用厚電極，單層隔膜，無法實現(xiàn)快速充放電，也意味著在動力上沒有優(yōu)勢，這是制約其在電動汽車上大規(guī)模推廣的一大缺陷。李泓建議說，并不是所有電池應用都對高功率有要求，如果能夠找到合適的應用場景，并且在某些技術指標上確實有超越現(xiàn)有鋰離子電池的地方，那就可以逐漸拓寬它的應用領域，比如靜態(tài)儲能領域。

但是任何電池的應用都需要綜合技術指標滿足實際應用的要求，目前，24M開發(fā)的半固態(tài)厚電極鋰離子電池技術還需要進一步全面評價并與現(xiàn)有先進的鋰離子電池技術作對比。這種電池目前推廣仍存在不少困難，半固態(tài)鋰離子電池的生產(chǎn)工藝與現(xiàn)有鋰離子電池的工藝不完全兼容，生產(chǎn)線設計、品質(zhì)控制、測試標準、量產(chǎn)工藝等都得從頭摸索，防止內(nèi)部短路的隔膜等關鍵材料還需突破。

“被市場所接受和在市場上做示范推廣是不一樣的，從目前的情況來看，該公司的這款電池在能量密度、功率密度、循環(huán)性、成本上都不占優(yōu)勢，真正走向市場還需要相當長時間?！崩钽f。