颠覆传统锂电池，能量密度超2倍，看美国研究

过去一年，新能源汽车发展蓬勃。

但对于电动汽车的“心脏”动力电池来说，技术仍需发展。

然而，最流行的充电电池锂离子电池也陷入了停滞。

今年春天由麻省理工学院创业团队创立的马萨诸塞州公司Solid Energy于10月下旬宣布，在电动汽车电池的研发方面取得了世界级的突破。

其2Ah电池样品达到Wh/L能量密度，是苹果、三星、小米和特斯拉电池的2倍以上，将颠覆主导消费电子和电动汽车20多年的传统锂离子电池。

这一成果打破了目前的世界纪录，并得到了美国独立电池测试实验室A公司的验证。

第一代锂电池采用石磨负极，第二代锂电池采用硅负极。

第一代和第二代都是锂离子电池。

第三代锂电池将“超越锂离子”，采用更高能量密度的金属阳极。

尽管许多第三代锂电池，包括锂硫电池和锂空气电池，由于正极存在许多根本性问题，距离产业化还很远，但SE已经证明了Wh/L的电池能量密度为2Ah。

这是迄今为止最高的电池能量密度。

SE是一家电池材料初创公司，不与传统锂离子电池巨头竞争，而是在第三代“超越锂离子电池”电池材料领域创造新的竞争空间。

传统使用石墨负极的锂离子电池只能达到小于Wh/L的能量密度；先进的硅负极电池只能达到Wh/L的能量密度，而超薄锂金属负极电池的能量密度可以超过Wh/L。

尽管目前许多锂金属负极电池如锂空气和锂硫电池距离实际应用还很遥远，但马萨诸塞州固体能源公司利用成熟的锂钴氧正极，成功在2Ah电池单元上实现了Wh/L的能量密度。

，并将于2018年大规模应用于消费电子产品。

同等体积，两倍容量，同等容量，一半体积，其成本仅为传统锂离子电池的80%。

未来的手机将像信用卡一样薄，一次充电的续航时间将延长两倍。

智能手表等可穿戴设备的表带就是电池。

电动汽车每次充电可行驶里程数。

马萨诸塞州固体能源公司致力于推动人类电子产品和电动汽车电池的颠覆，不做正极而是做负极。

正极材料的研发和创新周期非常快，一般每年都有5%的改进，但这是非常分散的，因为不同的应用和公司选择不同的正极。

阳极方面，创新难度相对较大，一般10~20年才会有重大突破。

这就是为什么电池的负极决定了它属于哪一代。

专注于开发匹配不同正极的新一代正极材料，包括磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料等。

未来，它希望成为一家材料公司，并将其专有的阳极和电解液出售给更多使用不同阴极的电池公司。

目前已与多家电池企业、消费电子企业合作，进行电池材料测试。

目前电池行业的电池材料主要有正极、负极、电解液和隔膜四类。

大多数电池材料公司生产正极材料。

领先的电池材料品牌包括三菱化学、日本化学、昭和电工、巴斯夫、Celgar、优美科和杉杉科技。

负极主要是石磨，这是一种非常成熟且成本低廉的产品，能量密度非常低。

在阳极供应商中，几乎没有技术差异，他们主要在较低的成本上竞争。

正极材料主要是传统消费电子产品中使用的高能量密度钴酸锂（LCO）。

但新兴的方向非常多样化和碎片化，包括磷酸铁锂（LFP）和三元材料包括镍钴铝（NCA）、镍钴锰（NCM）、锰酸锂（LMO）等，针对不同的应用领域要求包括体积能量密度高、优质能量密度、放电倍率高、循环寿命长、安全性能好等，而且同一领域的不同企业也会有不同的配方和材料选择。

例如，手机和电动汽车对正极材料的要求就截然不同。

电解质也非常多样化和分散。

不同的领域、不同的公司都有自己的公式，但大部分都是相似的。

在隔膜方面，一些核心技术由几家日本和美国公司掌握，利润相对较高。

尽管它们继续主导高端市场，但随着许多新公司迅速掌握其先进技术，它们的优势和垄断地位正在逐渐消失。

SolidEnergy 并不参与拥挤且分散的阴极领域的竞争，但其材料（阳极和电解质）与大多数阴极材料兼容。

SE消除了对隔膜的需求，导致传统隔膜企业失去了优势。

SE主要竞争电解质和负极。

SE的超薄金属阳极使电池设计达到几乎“无阳极”的状态，提供前所未有的高能量密度。

这是SE与其他电池材料公司最大的区别和优势。

SE负极必须要求SE电解液才能稳定使用。

SE的负极和电解液是一套的。

正极材料的研发和创新周期非常快，一般每年都有5%的改进，但这是非常分散的，因为不同的应用和公司选择不同的正极。

阳极方面，创新难度相对较大，一般10~20年才会有重大突破。

这就是为什么电池的负极决定了它属于哪一代。

SE专注于开发新一代负极材料以匹配不同的正极，包括磷酸铁锂、钴酸锂和三元材料。

马萨诸塞州固体能源公司拥有MIT相关专利的全球独家使用权，并荣获一系列知名科技奖项，包括：美国R.D.奖（科技创新界的奥斯卡）、美国能源部清洁能源奖能源奖，以及马萨诸塞州清洁能源奖委员会奖、麻省理工学院清洁能源奖。

该公司由麻省理工学院创业团队于2017年春季创立，核心技术由胡启超博士（今年福布斯30位30岁以下杰出科学家之一）和麻省理工学院唐纳德共同开发。

与Sedway教授（2016年时代杂志全球最具影响力人物之一）联合开发的固体聚合物离子液体（SPIL）锂金属电池材料。