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近日，中国科学家在北京成功研制出一种能量密度创纪录的锂电池，其能量密度达到了每公斤711瓦时。相比之下，特斯拉的4680电池的能量密度约为244至296瓦时/公斤。这意味着这种在北京最近测试的高密度电池相比现有电池迈出了巨大的一步，即使只是专注于最大化单一指标。 目前的电池对于大多数电动汽车使用场景来说已经足够好用。但在其他领域，如高功率移动设备、高性能电动摩托车，尤其是电动飞机和电垂直起降飞行器（eVTOL），制造商迫切需要能够将更多能量装入显著减少重量的电池。 市场上已经开始涌现出一些令人印象深刻的新型电池，例如宁德时代的500瓦时/公斤的“高浓缩电池”。但就单一用途的电池而言，以追求特定能量最大化为目标的先前最高数值是由达尔豪斯大学的杰夫·丹恩教授及其团队测试的一种575瓦时/公斤的无阳极袋式电池。 而现在，中国科学院物理研究所的一个小团队打破了这一记录。该团队使用超薄锂金属阳极和富锂锰氧化物阴极，开发了一种可充电的10安时袋式电池。 该团队扩展了充放电电压范围，并研究了阴极的结构稳定性，以及锂阳极表面修饰对锂离子在电池充放电过程中沉积和溶解的影响。 这种电池的能量密度测试达到了每公斤711.3瓦时，同时还提供了令人瞩目的体积能量密度，达到了每升1653.65瓦时。 当然，这只是一个研究级实验室电池，离任何形式的商业化还有很长的路要走。制造这个原型需要“极其先进的工艺技术，如高载荷电极制备和精简电解液注入”，所以它们可能非常昂贵。 而且由于该团队的目标是追求极高的能量密度，肯定存在一些妥协。文中没有提到这种电池在单位时间内能够输出或吸收多少功率，以及其寿命如何，或在不同温度下的性能如何，或者在接近耗尽时是否能保持强劲的输出，或者在发生故障时是否容易引发火灾。所有这些问题和更多问题都需要在这些产品上市之前解决。 研究人员表示，即使在能量密度方面，仍然有改进的空间，因此看他们是否能超越自己的记录将非常有趣。 该论文已发表在《中国物理快报》期刊上。 这项中国科学家在北京取得的突破意味着锂电池的能量密度迈向了新的纪录。尽管这只是一个实验室原型，离商业化还有很长的路要走，但它为电动汽车、高性能电动摩托车和电动飞机等领域的发展提供了巨大的潜力。未来的研究和技术改进将进一步推动电池技术的进步，为更广泛的应用领域带来更高效、更轻量级的能源存储解决方案。 |
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