600Wh/kg!德国科学家刚刚发明晰一种新式固态电池,其单位体积内的包含的能量高到足以让电动飞机成为实际!
这不是PPT,而是来自德国尖端使用研讨机构——弗劳恩霍夫资料与射线技能研讨所 (Fraunhofer IWS) 的硬核效果,2025年10月30日正式对外发布。这项技能的分量能量比将到达一个全新的高度,假如成功落地,可能让长续航电动飞机、重载无人机和超便携储能体系成为可能。
在电池界,锂硫电池一直是个“传说”。它的理论单位体积内的包含的能量是现在干流锂离子电池的数倍之多,并且它的正极资料——硫,廉价、量大,是石油精粹的副产品,可以说是完美的“天选之子”。
一百多年来,锂硫电池一直被一个“魔鬼”咒骂着,无法走出实验室。这个魔鬼,便是多硫化物络绎效应。
在传统的锂硫电池里,用的是液体电解质。当电池作业时,硫会溶解在液体里,构成一种叫可溶性多硫化物的讨厌鬼。这些家伙就像“内鬼”,在电池的正负极之间张狂游来游去。
它们游到负极,腐蚀宝贵的锂金属;游回正极,又赖着不走。一来一回,电池的活性资料(硫)渐渐的变少,容量暴降,循环寿数短得不幸。
为了捉住这些“内鬼”,科学家们想尽了方法。但这一次,Fraunhofer IWS的研讨人员决议——釜底抽薪
他们用固体电解质替代了大部分的液体电解质。在一个“准固态”的环境里,硫无法溶解,“内鬼”们失去了“游泳池”,只能老老实实待在原地,直接从固态硫转化为固态硫化锂。
没有了“内鬼”的耗费,这种新式固态锂硫电池的潜力被瞬间开释——实验室测验显现,其比能量(specific energy)一举打破了 600 Wh/kg
这是什么概念?现在尖端的商用锂离子电池大约在 250-300 Wh/kg。这在某种程度上预示着,在相同分量下,它的能量简直翻了一倍还多。
但假如你以为这便是悉数,那就太小看德国人了。处理化学问题仅仅第一步,他们还处理了一个更要命的工程问题:办法量产?
传统电池制作,就像做煎饼。需要把资料混入溶剂,调成“浆料”(slurry),涂改,然后再送进长达百米的“烤箱”里烘干。这样的一个进程,要耗费掉电池出产总能耗的30%,又慢又贵还污染环境。
这项技能完全扔掉了溶剂和“和面”的过程。它就像一台奇特的压片机,直接将枯燥的粉末(活性资料、粘合剂等)压制成一层巩固的干膜,然后直接附着在集流体上。
这个“干法”工艺有多强?它节省了高达 30% 的出产能耗,大幅度降低了碳排放。更要害的是,它与现有的“卷对卷”出产线兼容。
这意味着工厂不需要把贵重的出产线悉数拆掉重建,只需要“晋级”工艺模块,就能完成新电池的量产!这为技能的工业化扫清了最大的妨碍。
现在,这项研讨正在两个大型项目中同步推动:一个(AnSiLiS)担任深挖根底化学;另一个(TALISSMAN)则联合欧盟多国,方针直指工业化——他们方案造出550 Wh/kg的电芯,并将出产所带来的本钱控制在75 欧元/千瓦时(约合86美元)以下。
当“600Wh/kg”的超高密度,遇上“干法”的低本钱量产,一个全新的储能地图正在显现。
这不是为了让你的手机多待机一天,也不是为了让你的电动车多跑200公里。它的方针,是那些对分量和能量“锱铢必较”的范畴。
用研讨人员自己的话说:“航空、无人机体系和便携式储能体系,对能量分量比有着极高的要求。”
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