現有的鋰離子電池制造方法還是20年前發明的,效率低下,過程繁瑣。麻省理工學院陶瓷工藝教授、24M公司聯合創始人、A123電池公司前創始人之一的蔣業明(音譯)與同事于5年前提出了“液流電池”的概念,以帶有細微顆粒的懸浮液作為電極,通過泵送的方式在電池中循環。但分析表明,液流電池系統適合于低能量密度電池,對于鋰離子電池這樣的高能量密度設備而言,意味著成本的增加。
為此,蔣業明的團隊改進了設計,新版本被稱為“半固體電池”:電極材料不流動,是一種類似于半固態的膠體懸浮液。據物理學家組織網報道,不同于標準工藝需要在襯底材料上添加液態涂層,然后等材料干后才能開始下一道工序,新方法讓電極材料始終處于液態,根本不需要干燥。該系統通過使用更少但更厚的電極,將傳統電池結構中的分層數量以及非功能性材料的用量減少了80%。
蔣業明說,新工藝極大地簡化了制造過程,生產成本可降低一半。電池具有柔性并且更加耐用,不僅可彎曲、折疊,即使被子彈穿過也不會受損。這種方法還可以按比例擴大生產,據他估計,到2020年,每千瓦時容量的成本將降至100美元以下。
目前24M公司已經在原型生產線上制造了大約10000塊這樣的電池,其中大部分正在接受3個工業合作伙伴的測試,包括泰國的一家石油公司和日本重型設備制造商IHI株式會社。新工藝已獲得8項專利,另有75項專利正在接受評審。
責任編輯: 李穎