中國粉體網(wǎng)訊 2020年之后，以石墨為負極的傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度開始觸及天花板，市場亟需新一代電池體系。從電池結(jié)構(gòu)角度提升容量很難有質(zhì)的提升，還需從材料本身出發(fā)，開發(fā)新的材料體系。新一代電池體系-鋰金屬電池將是鋰電池的終極方向。
要將當前的動力電池能量密度提升一個量級，鋰金屬電池已是公認的不二選擇。鋰金屬電池是將鋰金屬作為負極的一種電池技術(shù)路線，鋰金屬的容量為3860mAh/g，約為石墨的10倍，可與現(xiàn)有高容量正極體系搭配。而高能量密度鋰金屬電池，以其材料本身的優(yōu)勢，超出常規(guī)鋰電池40%以上的能量密度（可以輕松達到400wh/kg以上）。長續(xù)航的能力，可以應用在智能可穿戴領(lǐng)域、智能手表、無人機等。隨著技術(shù)不斷的成熟，鋰金屬電池也可以應用在新能源汽車、電動船舶、電動飛機等領(lǐng)域。
在通往鋰金屬電池的路上，目前主要采用兩種路徑。一種是從液態(tài)鋰離子電池到固態(tài)鋰電池（采用固態(tài)電解質(zhì)，負極使用石墨或硅碳材料），再進一步到固態(tài)鋰金屬電池，另一種則是從液態(tài)鋰離子電池到半固態(tài)鋰金屬電池，再進一步到固態(tài)鋰金屬電池。
金羽新能選擇了后者。金羽新能成立于2017年，以鋰金屬為核心，專注于新型電池的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和技術(shù)服務，是工信部鋰離子電池安全標準工作組成員、新型鋰金屬電池行業(yè)總規(guī)范的制定者，并對核心技術(shù)擁有完全獨立的知識產(chǎn)權(quán)，相關(guān)技術(shù)處于行業(yè)領(lǐng)先地位。目前的產(chǎn)品體系包括可充電的鋰金屬電池、水系鋅離子電池以及配套新能源解決方案。其中鋰金屬電池已經(jīng)實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，水系鋅離子電池處于試點階段。
現(xiàn)在大量使用的鋰離子電池能量密度并不高，一般采用石墨或硅基材料作為電池負極，能量密度在200Wh/kg～300Wh/kg。相比之下，金屬鋰電池的能量密度則要高得多，同時由于省去了銅箔集流體，金屬鋰電池的整體重量和體積也可以被進一步壓縮。從市場角度來看，金屬鋰電池一直被認為是未來高能量密度電池的發(fā)展方向。
但是，鋰枝晶生長的問題會讓金屬鋰電池在充放電時出現(xiàn)過熱、燃燒等現(xiàn)象，這是一個很大的安全隱患。
完全杜絕鋰枝晶的生長是不現(xiàn)實的，金羽新能利用多維度的技術(shù)研發(fā)和優(yōu)化控制鋰枝晶的生長。
首先，在電解液方面，金羽新能研發(fā)了全新的親鋰型電解液，相較于傳統(tǒng)碳酸酯類的電解液，金羽新能的電解液能使金屬鋰電池在充放電的過程中，鋰的沉積變得均勻而平整，不會在局部堆積以至于發(fā)展成“尖刺”穿透隔膜。金羽新能金屬鋰電池中的電解液可以在-20℃~60℃發(fā)揮正常功效，并做到>500次的長循環(huán)次數(shù)。
另一方面，金羽新能在金屬鋰負極上同樣做了改性和優(yōu)化，對其結(jié)構(gòu)、平整度、電流分布的均勻程度的創(chuàng)新和改造能使金屬鋰電池的充放電次數(shù)得到有效提升。
據(jù)悉，目前金羽新能的鋰金屬電池能量密度在250Wh/kg以上，最高可達410Wh/kg。金羽新能的鋰金屬電池，在核心技術(shù)上已形成一系列安全保障方案，包括應用原位固態(tài)電解質(zhì)界面保護、鋰枝晶抑制工藝、柔性相變吸熱阻燃膜材料等，令鋰金屬電池可通過穿刺、跌落、短路、過充、熱濫用等嚴酷測試。
現(xiàn)今，金羽新能用于3C領(lǐng)域的電池在持續(xù)優(yōu)化中，動力電池處于開發(fā)試產(chǎn)階段；面向智能穿戴客戶的電芯已交付多家客戶測試，體積能量密度超過800Wh/L；面向無人機客戶的電芯已完成測試，能量密度超過320Wh/Kg，支持最高5C瞬時放電；現(xiàn)客戶包括消費電子行業(yè)巨頭、無人機企業(yè)以及國內(nèi)軍工企業(yè)客戶等。
在發(fā)展規(guī)劃方面，金羽新能制定了2021-2023年發(fā)展目標
2021年的目標是“建起來”：今年上半年籌建國內(nèi)首條鋰金屬電池產(chǎn)線，并專業(yè)定制設備，當前鋰金屬電池生產(chǎn)線已落成，半年產(chǎn)值達到3000萬元；
2022年的目標是“跑起來”：拿到重點客戶的訂單，在市場上得到充分驗證，年底啟動動力電池示范線的建立；
2023年的目標是“好起來”：擴大客戶及訂單，開始測試鋰金屬電池體系在動力方面的應用。
信息來源：創(chuàng)業(yè)邦、威科網(wǎng)、36氪、金融界等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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