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寶鄂文庫

滿足可彎曲折疊的鋰電池在制造工藝上有什么難點?為什么不懼穿刺實驗?

來源:寶鄂實業(yè)    2019-04-24 23:40    點擊量:

A123的主要產品是磷酸鐵鋰動力電池,一塊大鋰電池是無數(shù)小電池的串聯(lián),A123能把小電池制造成均勻的納米級小顆粒,并能在小電池總數(shù)量大大增加的情況下保持了整體的穩(wěn)定性。在同等大小,同樣穩(wěn)定性下,A123小電池數(shù)量是一般鋰電池的100倍。A123作為當時美國清潔能源汽車產業(yè)的標桿性企業(yè),吸引了大批投資者,包括紅杉、寶潔、摩托羅拉,甚至連美國能源部都和它簽了1500萬美金的新能源發(fā)展合約。

 

然而當時的經濟形勢決定了很少有人愿意為了新能源汽車的概念比汽油車多付出一筆錢,而A123更是昂貴的電動汽車中的奢侈品代表,A123做的是全世界質量最好的動力電池,但也是全世界性價比最差的電池,他的主要購買商是以奢侈轎車出名的菲斯克,同樣性能參數(shù)的電池,A123僅僅因為他們的產品更穩(wěn)定,更酷,更小巧,就要以一般鋰電池2-3倍的價格出售,顯然是行不通的。

 

革新電池生產方式

 

A123失敗之后,蔣業(yè)明把更多的精力放到了24M。24M總部位于馬薩諸塞州劍橋市,距麻省理工學院僅幾個街區(qū)。

 

吸取了A123的慘痛教訓,在24M,蔣業(yè)明想要以更低的成本生產更高效的鋰電池。

 

增加鋰電池的容量通常有兩條路:一是增加電池芯的數(shù)量,二是增加能量密度。增加電池芯的話,鎳和鈷等金屬將同比例增加,邊際成本很高。最初蔣業(yè)明提出的解決方案是“液流電池”,增加液流電池的容量只需連接更大的液體倉,成本很低。但要使得成本足夠有競爭力,則需要相當于一座核電廠那么巨大的液流倉,顯然這不可能。

 

在一次對照實驗之后,蔣業(yè)明和同事發(fā)現(xiàn)靜態(tài)電池(staticbattery)的電池容量在經歷上萬次充放電循環(huán)之后,依然能保持得十分穩(wěn)定。于是他們開始認為靜態(tài)電池可能才是正確的發(fā)展方向。

 

經過黑暗中不懈地摸索,他們最終純手動打造出了一個生產平臺,讓電池的能量密度和生產速度都產生了質的變化。新的電池設計剔除了80%非活性、不蓄能的組件(如銅、鋁和塑料),大幅降低了電池成本和充電所需的能量。而電極厚度比普通鋰電池增加了5倍,使得鋰電池的能量密度大大增加。他們把這種新型電池叫做半固態(tài)鋰電池。

 

新配方的電池更加柔性,可彎曲、折疊,甚至穿透子彈電池也不會失效,使得鋰電池更加安全和耐用。同時由于在新設計中去掉了有機溶劑,電池更易于回收。新的電池設計,除了簡化了鋰電池內部的結構、提升了鋰電池的性能,同時也改變了鋰電池的生產工藝。

 

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