鉅大LARGE | 點擊量：1311次 | 2021年08月26日
24M的雙電解液動力鋰離子電池技術到底牛在哪？
在特斯拉緊鑼密鼓組建超級電池廠之時，由華裔科學家蔣業明創辦，隱身4年的半固態電池公司24M高調出山，4輪融資總計超7000萬美元(約4.9億人民幣)，其加工的鋰離子電池單體能量密度達到了350Wh/kg。
本文整理外媒報道，具體拆解24M的雙電解液動力鋰離子電池技術。
一、全新雙電解液鋰離子電池
近日，美國24M公司宣稱：今年四月28號，在佛羅里達州舉辦的國際電池研究展覽會上，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勢，我們不妨先看看傳統電池。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
一般的電池，僅有一種電解液在兩極間發生化學反應，反應生成的陰陽離子在電解液中流動以平衡兩邊電勢差。然而，在反應過程中，兩電極處會集中越來越多的陽/陰離子，形成極高的反壓差，阻止反應持續進行，這個問題被稱為極化反應。
▲陰陽極區各自有不同的電解液
而這種新型電池，陰極區和陽極區各有一種電解液，各自參與反應，兩種液體由一種非滲透電池隔膜隔開，兩邊液體不互通，電勢差由外部鹽橋離子的流動來平衡，而電子通過外部電路形成電流。這樣，陰陽離子并不會在電極處大量集中，從而有效地戒備了極化反應。因此，這種雙液電池的放電繼續時間更長，副反應更少，整體電能效率更高。
基于雙電解液技術，24M公司的鋰離子電池單體能量密度達到了350Wh/kg，安全性、充放電循環壽命進一步提高，成本也大幅降低。
二、半固態電極平臺
24M公司能做到這個地步，雙液技術僅是一部分，其獨有的24M半固態電極平臺也功不可沒。
▲左側為24M半固態電極，右側為傳統鋰離子電池電極，可見半固態電極消除了很多非儲能結構24M公司CEORickFeldt(瑞克費爾特)說：
24M半固態電極平臺是雙液系統的基礎，它極大地提升了整體加工效率，也開拓了全新的電池單體設計、電化學反應。不僅如此，24M的半固態單體結構還能消除全固態電池中尚未處理的界面問題即固態電極液和固態電極間無濕潤性，兩界面難以充足接觸，組分又相互擴散，導致電池內阻急劇增大，電池壽命極低的問題。
24M公司正在與數個世界優秀制造商合作，我們已經證明了這種設計能夠兼顧產量和加工收益。
使用這種半固態電極平臺+雙電解液技術，我們無疑已經顛覆了鋰離子電池行業。不僅如此，這種技術還張大了電解液的選擇范圍，我們希望這種技術能成為行業所有公司的發展方向，在4.28號國際電池研究展覽會上，Naoki(直樹)將引導大家討論研究，包括純水等其他迄今為止尚未被實驗過的材料。
對此，日本伊藤誠貿易公司總經理KojiHasegawa對24M贊揚道：
歸功于24M公司在固態離子和半固態電極上面的成績，這種神奇的設計，在鋰離子電池性能提升愈發困難的今天，為鋰電單體和電化學反應的設計供應了全新的思路。
三、相較于傳統電池的優點
據《我國制造2025》規劃：到2020年，我國動力鋰離子電池單體能量密度要達到300Wh/kg;到2025年，單體能量密度達到400Wh/kg。
目前市面上，代表我國鋰電技術最高水平的寧德時代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，是已量產裝車的最高單體能量密度電芯，為260Wh/kg。
可見，傳統鋰離子電池的發展已經非常困難。在保證電池安全的前提下，提升能量密度非常緩慢，提升的成本也越來越高，而300Wh/kg，是行業專家預測傳統鋰離子電池的單體能量密度極限。
相較于傳統電池，24M公司這種雙電解液半固態電池目前已經達到了350Wh/kg單體能量密度。據稱，24M公司下一步目標是將單體能量密度提升至400Wh/kg，這已是我國2025年的發展目標。
不僅如此，由于半固態電極平臺采用了全新鋰離子電池單體結構，60%以上的非儲能材料被去掉，結構更加簡單，在電池充放電循環中，內阻力更小，循環壽命大大改善。以目前電動汽車電池均勻1000次的充放電循環壽命來說，這種新電池的循環壽命可以提升7倍。
這對純電動汽車企及用戶，無疑是一個福音。
