锂电池新技术介绍

最近最沸沸扬扬的，莫过于特斯拉的两款新车。

据悉，Tesla在Semi纯电动卡车发布会即将结束时出人意料地发布了一款名为Roadster 2 的概念跑车，并公布了这台车令人惊愕的性能参数，在新能源领域引起了轰动。

千里续航、2秒破百是特斯拉Roadster 2震惊世界的两项数据，分别代表了续航里程和加速性能，这个数据超越现有的一切技术条件，从某种程度上说，达到这种数据，传统车真的就没有太多生存空间了。

然而现有的电池水平还远远达不到，在笔者印象中，续航里程最大的是荷兰的太阳能汽车，续航可达800km，而这款太阳能汽车的强大续航依然是通过堆积电池来实现的。而在乘用车的“正规军”里，实际续航400km，就已经是很前卫的产品了。

事实上，制约续航里程的核心要素还是在能量密度。庆幸的是，全球范围内都在朝高能量密度体系研发。在正极材料领域，已经有企业即将量产9、0.5、0.5的高镍三元体系；负极上，硅碳负极、氧化硅等高克容量材料已经开始逐渐应用起来；至于电解液，固态电解质已经从一个概念成为了即将量产化的产品。

在这一系列的研究成果里，笔者最想强调的就是产品一致性。电池生产的一致性一直是行业的痛点，而随着新材料、新体系的快速推进，这一短板将进一步放大，而供应不稳定对车企来说，或许是一场灾难。

下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。

新电池管理设备 将续航里程提升50%

据外媒报道，范德堡大学工程实践管理学院教授Ken Pence以及电气工程学院的博士生Tim Potteiger共同研发了一台电池管理设备，后者可重新配置电动汽车的电池模块。上述两人采用特斯拉的高能量密度锂离子电池建立模型，旨在提升电池的耐用性并提升电动车的续航里程。该技术可将电动车的续航里程提升50%。此外，他们还为电池的各个电芯新增了控制器。

Potteiger表示，电动汽车的电量表（battery gauge）会预留最低电量，防止电量消耗殆尽从而导致乘客受困。当电量为10%时，电量表会显示“无电量”状态。该设备也可连接电动汽车车载软件，因此司机可准确读取电量信息，最大限度的利用电池电量使电动车达到最大续航里程。

Pence表示，电池越旧，越有可能出现问题，效率也越低，那么此电池管理设备就越有用。此外，上述两人正在与范德堡大学技术转让和商业化部门合作，将该设备推向市场。

点评：随着电池使用，电芯确实会出现差异化，并逐步放大影响整个电池性能。这就好比一个心有灵犀的团队，在奋斗一段时间之后，相互积累了小情绪，团队效率开始低下，这时候大家放下工作互诉衷肠，解开心结后又变成了一个高效团队。对电池的整个生命周期而言，这个举措意义重大，他最大限度的减少了电芯到电池系统的性能损失，是在BMS基础上更高的一个层次，类似于在线“分容化成”。但不幸的是，BMS正是国内的薄弱之处。

TDK推全陶瓷固态电池 预计2018年量产

11月21日，日本电池大厂TDK于宣布，已研发出全球首款采用小型SMD技术，可进行充放电的全陶瓷(all-ceramic)固体电池“Cera Charge”，并预计于2018年春天开始进行量产。

Cera Charge尺寸为4.5×3.2×1.1mm，额定电压为1.4V、容量为100μAh、充放电循环次数视条件可达1,000次以上。

Cera Charge不像现行锂离子电池使用液体电解质(电解液)，而是使用陶瓷固体电解质，因此不用担心会发生火灾、爆炸、电解液外漏等风险，且借由采用类似于积层陶瓷电容(MLCC)的积层技术，因此和现行锂离子电池相比，拥有更高的能源密度和更小的体积。

TDK指出，Cera Charge可借由并联、串联来增加容量、电压，可应用于IoT元件、穿戴设备、即时时钟(real-timeclocks)、蓝牙信标(Bluetooth beacon)、能源采集系统等各种用途

点评：说起TDK，很多人可能感到陌生，但说起它在中国的子公司ATL，应该就非常熟悉了。这样的研发实力摆在面前，量产固态电池也就不奇怪了，更何况，笔者个人认为，TDK的固态电池更可能是用在手机、笔记本等数码领域，其技术难度较之动力电池，还差了不止一点。尽管如此，该研发成果依然非常了不起，毕竟2018年的时间节点远超同行。

韩国开发出蜘蛛网状锂电池新材料

韩国成均馆大学发布消息称，其研究组根据蜘蛛网的结构与功能开发出锂离子电池高性能电极活性材料，成功解决了高容量材料退化和充放电速度慢等问题，可以应用于多种类型的高容量二次电池。

目前科学家为了克服锂离子电池负极材料石墨容量受限(约370mah/g)的缺点，开发了高容量硅和过渡金属氧化物等多种材料，但是，大部分高容量材料因电传导速度较慢，导致充电和放电速度缓慢或充电放电时因体积膨胀而出现限速特性和长期不稳定性等问题。

韩国研究组通过运用冰膜方法，将蜘蛛网形状的三维网络结构组建成具有多重保障的碳纳米管，并对其进行臭氧处理，使纳米管表面像蜘蛛网一样，具有弹性功能。

点评：关于结构的创新其实也屡见不鲜了，比如稍微另类一点的有三明治结构、叶脉结构等。但遗憾的是，靠着标新立异博得眼球后，这些偏门技术再也没有听到后续的跟进，野路子终究是野路子。而这次来自韩国的蜘蛛网结构，听起来就离大规模制造非常遥远，何况还有循环，稳定性等一些基本性能参数都被作者忽略了。