鉅大LARGE | 點擊量：1168次 | 2020年04月29日
單體能量密度遠超特斯拉，詳解24M的雙電解液動力鋰電池技術
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），其生產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，詳細拆解24M的雙電解液動力鋰電池技術。
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點，我們不妨先看看傳統電池。
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，兩電極處會聚集越來越多的陽/陰離子，形成極高的反壓差，阻止反應繼續進行，這個問題被稱為極化反應。
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%
▲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聚集，從而有效地防止了極化反應。因此，這種雙液電池的放電持續時間更長，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生產效率，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解決的“界面問題”——即固態電極液和固態電極間無濕潤性，兩界面難以充分接觸，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頂級制造商合作，我們已經證明了這種設計能夠兼顧產量和生產收益。”
“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，這種技術還擴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試驗過的材料。”
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就，這種獨特的設計，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勢據《我國制造2025》規劃：到2020年，我國動力鋰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平均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。
