通用汽車為何押注少人問津的鋰金屬電池？
2021-03-16 14:06:40 EETOP由于電動汽車的行駛范圍有限，這是電動車不能被廣泛采用的主要障礙之一。
汽車制造商和研究人員常常尋求三種解決方案來解決里程問題：節能汽車系統、改進的電池充電技術，或更大容量的電池。
鋰金屬電池與鋰離子電池
所謂鋰金屬電池，是脫胎于麻省理工學院的SolidEngergy開發，這一技術能將當前鋰電池的體積縮小一半，可以用于電動汽車。
鋰金屬電池的工作原理與鋰離子電池類似。
在鋰離子電池中，陽極和陰極被一個用電解液 "潤濕 "的分離器隔開，以促進鋰離子在陽極和陰極之間的移動。分離器將陽極和陰極隔離，防止短路，同時只允許鋰離子通過電解液。這就產生了一個功能性電流。。
在鋰離子電池中，陽極通常由石墨制成，而陰極則由鈷酸鋰組成。
鋰離子工作原理
鋰金屬電池的工作方式相同，但它們使用高能鋰金屬代替了石墨陽極。
根據華盛頓州立大學的研究人員，鋰金屬被認為是電池的“夢想材料”，因為所有已知的固體材料都具有最高的能量密度。實際上，鋰金屬電池每磅可比鋰離子電池多存儲至少33％的電量，從而可生產出容量更大，重量更輕的電池。
鋰金屬電池面臨的挑戰
雖然鋰金屬聽起來像是電動汽車開發者的明確選擇，但對電池安全性的擔憂一直是主要的限制。
在陽極和陰極之間傳遞鋰離子時，鋰金屬電池更容易產生樹枝狀晶體-在鋰金屬上形成的固體，針狀結構。如果任其發展，樹枝狀晶體最終將刺穿陰極，使電池短路，并有燃燒電池電解液的危險。
枝晶的形成會刺穿陰極，導致短路
即使電池不著火，樹枝狀晶體也會增加自放電，這意味著鋰金屬電池會失去長時間存儲電荷的能力。由于這些缺點，制造商大多放棄了這種電池類型，而選擇了更老的表弟鋰離子電池。
但是，隨著近年來對鋰金屬電池的更多研究和投資，該技術似乎正在卷土重來。
通用汽車押寶鋰金屬
為提升電動車的續航里程，通用汽車押注于鋰金屬電池來在提升電池容量上下功夫。
通用汽車總裁 Mark Reuss近日在虛擬會議中宣布，通用將在下一代電池中使用鋰金屬技術，并與電池創企SolidEnergySystems（SES）展開合作，共同開發和生產下一代電池。通用汽車原本也是2015年SES的早期投資者。
SES公司研究開發和制造實際上可以安全使用的鋰金屬電池的新方法。現在，兩家公司已經宣布了一項聯合開發協議，其中一部分涉及在馬薩諸塞州沃本市建立制造原型生產線的計劃。
通用汽車鋰金屬電池的原型
盡管大多數信息仍處于保密狀態，但兩家公司都將自己的鋰金屬IP擺在桌面上，僅通用汽車一家公司就擁有49項專利，正在等待45項正在申請中的專利。通用汽車聲稱已經開發出了帶有保護陽極的鋰金屬電池，該鋰電池已經在研究設施中完成了超過15萬英里的測試。
通用表示，與當前鋰離子化學技術相比，鋰金屬化學技術將會產生更大的能量密度。這意味著在相同尺寸電池組的基礎上提高了續航里程，從而節省了電動車的空間和重量。
市場對鋰金屬電池的評價稱，“鋰金屬電池”技術是一項工程突破，它將大大改善電池性能，增強電池的電量持久力，大幅改觀電力存儲的經濟效益，促進消費類電子產品的升級轉型，對人類生活具有重大意義。
