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　　1 加1 怎么大于2

　　低溫不掉電、碰撞要安全，再加上功率、能量密度、快充、循環(huán)壽命等六大項(xiàng)，基本是衡量電池性能的主要指標(biāo)。然而，根據(jù)我們對(duì)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的了解，這六個(gè)性能指標(biāo)往往難以兼得。

　　電池頭部廠商寧德時(shí)代現(xiàn)在想把不同材料體系、技術(shù)構(gòu)造的電池互相組合，變成互相取長(zhǎng)補(bǔ)短的電池系統(tǒng)，來彌補(bǔ)沒有完美固態(tài)電池的遺憾。

　　比如我們?cè)啻谓榻B的鈉電池，它耐低溫，零下40 攝氏度的溫度都不會(huì)有太多損耗，但能量密度遠(yuǎn)低于三元鋰電池，那就把它們放在一起，誕生一個(gè)新的“雙核電池”；或者把超充電池和“無負(fù)極”電池組合在一起，補(bǔ)上超充電池的能量密度短板。

　　“無負(fù)極”的高能量

　　組合可不可行先不說，這個(gè)無負(fù)極電池真的已經(jīng)要上車了嗎？

　　所謂無負(fù)極電池，又稱為“自生成式負(fù)極電池”。傳統(tǒng)鋰電池主要由正極、負(fù)極、電解液和隔膜四部分組成，電池的能量密度主要取決于正負(fù)極材料，電解液和隔膜的作用在于確保鋰離子順利穿梭完成能量轉(zhuǎn)換，同時(shí)避免電池正負(fù)極短路。

　　而動(dòng)力電池負(fù)極的主流選擇是石墨。傳統(tǒng)動(dòng)力電池正極會(huì)使用金屬鋁箔作為集流體，負(fù)極用銅箔；銅箔上刷一層均勻的石墨層，就變成了負(fù)極。

　　集流體的命名來自它的功能，它主要是用來收集電流的，讓電子在電池內(nèi)部和外電路之間流動(dòng)。石墨很重要，它得承載接納正極過來的鋰離子；但自生成式負(fù)極電池顧名思義，就不需要石墨了，它只需要保留銅箔作為集流體即可。

　　這種電池充電時(shí)，鋰離子從正極脫出，到達(dá)負(fù)極集流體表面沉積為金屬鋰，形成臨時(shí)負(fù)極。到放電時(shí)，金屬鋰再轉(zhuǎn)化為離子返回正極。

　　簡(jiǎn)單來說，金屬鋰的電荷存儲(chǔ)能力比石墨高了十倍有余，負(fù)極變成金屬鋰后，儲(chǔ)能能力會(huì)大幅提升。根據(jù)寧德時(shí)代數(shù)據(jù)，自生成式負(fù)極電池的體積能量密度可提升60%，重量能量密度可提升50%。

　　負(fù)極背后的系統(tǒng)問題

　　但怎么讓負(fù)極上老老實(shí)實(shí)形成一塊平整的鋰金屬呢？

　　在講解固態(tài)電池時(shí)我們提到，鋰離子析出時(shí)會(huì)跟負(fù)極表面產(chǎn)生反應(yīng)，形成鋰枝晶，影響電池性能和安全性。自生成式負(fù)極電池也會(huì)有鋰枝晶的苦惱。

　　當(dāng)金屬鋰要在負(fù)極表面形成負(fù)極時(shí)，由于集流體表面不一定平整、電流分布不均勻、電解液副反應(yīng)等原因，還是可能形成坑坑洼洼的金屬鋰負(fù)極。那些凸起的部分就是鋰枝晶，還是會(huì)影響動(dòng)力電池的循環(huán)性能。

　　最開始的想法是在集流體上先沉積一層鋰箔，由于金屬鋰的物理特性，它在之后的沉積過程中會(huì)老老實(shí)實(shí)地一層層均勻沉積，減少鋰枝晶的出現(xiàn)。

　　理論可行，但是產(chǎn)業(yè)界接受不了。

　　鋰金屬質(zhì)地柔軟、延展性差，難以制成超薄且均勻的箔片。另外，鋰對(duì)于水氧敏感，容易發(fā)生事故，加工環(huán)境需要嚴(yán)格控制，因而工藝流程十分繁雜；加上鋰金屬價(jià)格本來就高，生產(chǎn)成本簡(jiǎn)直是直線上升。

　　安全性短板難以忽視

　　寧德時(shí)代的“自生成”方法就要安全得多。

　　根據(jù)分析，寧德時(shí)代在電池負(fù)極生產(chǎn)極片的階段確實(shí)只有集流體，沒有均勻沉積的鋰箔。當(dāng)電池生產(chǎn)完成，要進(jìn)行第一次充放電時(shí)，通過前期對(duì)涂層的優(yōu)化、電流的控制等系統(tǒng)性調(diào)節(jié)，讓鋰離子主動(dòng)在負(fù)極沉積形成一層平整的鋰箔。

　　重點(diǎn)就是前期系統(tǒng)性的工程優(yōu)化，并不是一點(diǎn)突破即可，而是要探究每個(gè)原材料以及它們的組合效果。

　　還有一個(gè)安全問題，如果電解質(zhì)是固態(tài)的，負(fù)極用金屬鋰當(dāng)然沒什么太大問題。但是這個(gè)自生成負(fù)極電池明顯用的還是電解液，怎么保證活潑的鋰金屬不出現(xiàn)副反應(yīng)，不影響電池的循環(huán)壽命？

　　從已發(fā)布的資料來看，寧德時(shí)代用的是一種人造SEI 膜（界面保護(hù)層）的方式，來保證安全性——當(dāng)然不會(huì)是百分之百的安全。

　　自生成式負(fù)極電池技術(shù)犧牲最多的還是快充能力，而超充電池的峰值充電倍率可達(dá)12C（數(shù)字越高，充電速度越快），所以兩者被寧德時(shí)代湊在了一起。但是自生成負(fù)極技術(shù)雖然潛力巨大，但每一個(gè)環(huán)節(jié)都有挑戰(zhàn)，商業(yè)落地真的會(huì)這么順利嗎？

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