重建电动汽车供应链，如何让锂不必再穿越半个地球？

2021-11-29 13:33

▍隔膜的挑战

目前，锂离子电池使用的电解质，要么是液体，要么是糊状。这使得电池效率较低，因为锂离子不能像在固体材料中那样自由移动。汽车制造商和电池公司正花费数十亿美元，用固态电解质代替液体电解液和隔膜。
我们的目标是，制造一种更轻、更安全、更冷却、能量密度更高的电池。

一个电动汽车电池包包含数千个小电池。这些小电池看起来像普通手电筒电池，连接在一起。

一个锂离子电池有四个部分。

一是正极，也叫阴极，决定电池的容量和电压。

二是负极，也叫阳极，储存和释放锂离子到阴极，让电流流过一个外部电路。

三是电解质，使锂离子在阳极和阴极之间移动。

四是隔膜，把阳极和阴极分开的物理屏障。

液态锂离子电池如何工作？

放电：锂离子从阳极流过电解质进入阴极，并穿过隔膜。

充电：锂离子离开阴极，通过液体电解质进入阳极。

缺点：充电时间慢，热量高，能量密度受限。

固态锂离子电池：用陶瓷、聚合物或硫化物材料制成的固体电解质代替液体电解质。

其优势包括：充电更快、降低火灾风险、增加能量密度、更长寿命、降低制造成本。

来自丰田汽车、通用汽车、大众汽车集团和其他汽车制造商，以及大多数主要电池供应商的电池工程师和化学家，都在致力于开发一种坚固到足以在汽车上使用的隔膜。

挑战有三：其一，陶瓷隔膜会破裂。其二，固态电池也可以形成锂枝晶，有可能导致电池短路。其三，为固态电池开发大容量制造系统。

由于固态电池能量密度更高，汽车制造商可以在不牺牲续航里程或性能的情况下使用更少的电池，因此，它们有潜力极大地减轻车辆重量。而且，由于其耐低温，不易着火，相应的电池冷却系统可以变得不那么复杂。

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