鋰電池研究范疇中的一些新化學配方

MIT的一個研究小組聲稱，通過在鋁電極和電解質之間引入防油層，處理了鋁空氣電池腐蝕的問題。使用電池后，油膜將被抽走并用電解質代替。

其他戒備腐蝕的辦法一般都要以犧牲性能為代價，包括使用化學腐蝕性較小的不同電解質。在儲存過程中將電解液抽出并在使用前重新注入會導致嚴重腐蝕，并可能堵塞電池包中的泵送系統。在鋁空氣電池中，即使在電解液從包裝中抽出后，鋁也會將水吸引到系統中，并且一些電解液會粘在鋁電極表面上，從而持續腐蝕。

油膜可以戒備水對電極的腐蝕，但在使用時也可以迅速更換，因為鋁在浸入水中后很容易防油。MIT的這項補救措施使能量損耗每月僅為0.02％，提高了1000倍以上，并且概念電池在反復使用后放置一到兩天可以使用24天，超過了只能繼續3天的其他鋁空氣電池。

氟化物電解質

本田美國研究所的一個研究小組發現，氟化物技術可以提高電池的性能。氟的低原子量理論上可以使能量密度比鋰高十倍。但氟化物電池（FIB）技術只能在150°C以上的溫度下運行。該團隊與加州理工學院和NASA噴氣推進試驗室的研究人員合作，通過使用具有高離子電導率和在室溫下較寬的工作電壓的化學穩定的液態氟化物導電電解質，來克服這一問題。該電解質使用溶解在有機氟化醚溶劑中的干燥的四烷基氟化銨鹽，并與具有銅、鑭和氟核殼納米結構的復合正極配對，在室溫下顯示出可逆的電化學循環。

來自本田研究院、加州理工學院和NASA噴氣推進試驗室的研究人員已經開發出一種氟離子電池。本田研究所首席科學家Christopher Brooks博士說：“氟化物離子電池供應了一種有希望的新型電池化學，其能量密度比目前可用的鋰電池高出十倍。與鋰電池不同，FIB不會因過熱而構成安全風險，并且獲得FIB的原材料比提取鋰和鈷的過程對環境的影響要小得多。”

LNMO正極

丹麥材料開發商HaldorTopsøe正在推進在下一代電池中使用LNMO（鋰鎳錳氧化物）正極材料。據稱，LNMO技術可以實現與NCM電池相近的性能水平，但是成本降低了10-15％，因為它們不使用昂貴的鈷，并且使用的鎳更少。但LMNO的高電壓會降低現有電解質的質量并縮短循環壽命。一旦開發出一種電解質克服高電壓下的降解，那么這個概念便會在市場上引起關注。

LMNO正極中的三維結構加強了鋰離子的流動，使充放電速度更快，這特別有助于PHEV，提高了電池能量密度。與其他正極類型的電池（3.7V）相比，LMNO電池的電壓（4.7V）高25％，這可以減少PHEV的電池數量（和成本）。該電池概念也針對無線電動工具使用范疇。

鎂負極

鎂負極具有提高能量密度的潛力，在發生火災時更安全，并且比鋰電池更具成本效益。這項發現是在一項涉及多個歐洲科研機構的650萬歐元項目之后進行的，其中包括卡爾斯魯厄技術學院（KIT），烏爾姆大學（德國）和德國航空航天中心DLR。

硅負極

Wildcat Discovery Technologies已為使用非碳酸鹽、基于磺酸鹽的電解質申請專利，該電解質可加強帶有硅負極鋰電池的性能。硅負極的使用可以新增電芯的能量密度。但碳酸鹽電解質會分析并在負極上方形成不穩定的SEI層，這會大大降低能量容量和循環壽命。使用非碳酸鹽電解質可以扭轉這種情況。

芝加哥的材料開發商SiNode Systems和東京的專業化學品制造商JNC宣布成立了一家名為NanoGraf的合資公司。新公司旨在將其經濟高效的加工工藝及其石墨烯包裝技術商業化，以支持電動車電池的加工。JNC的CEO Yasuyuki Gotoh表示：“我們期望NanoGraf成長為全球領先的硅負極材料供應商。”

Enevate獲得了LG化學、雷諾-日產-三菱、三星和其他公司的資金支持，以加速其HD-Energy技術的開發，該技術可在鋰電池中推進快速充電性能，5分鐘即可洋溢50%電量，15分鐘內充至90％。該技術在負極使用的硅含量高達70％，而特斯拉Model 3中2170電池使用的硅含量是10％。

此外，澳大利亞鋰業也即將供應新的硅負極材料。

荷蘭材料專業公司RGS公布了一種新型負極材料，該材料可以將負極容量提高多達50％，并提高硅含量，而不會遭受通常會發生的過度膨脹和收縮。E-magy材料是一種納米多孔硅材料，旨在在循環過程中吸收鋰離子，但不會引起負極膨脹。它還新增了硅的含量，從而提高了電芯的能量密度。E-magy可以使用RGS的專利快速鑄造技術加工，并以粉末形式供應。該公司計劃將產量從50噸新增到可以滿足以年產1GWh鋰電池的水平。

SILA Nanotechnologies從戴姆勒獲得了1.7億美元的投資。Sila Nano是一家開發電芯硅負極的公司，該公司有望將能量密度（和電動車的行駛里程）提高10-15％。自2023年起，它已贏得寶馬的訂單，該電池技術已在寶馬的EV和PHEV中得到使用。而寶馬和戴姆勒也已經在聯手開發用于緊湊車型的電池平臺。

GS Yuasa發現，在最佳粒徑和電極結構的情況下，可以在負極添加三倍的硅，而不會因膨脹和收縮而損壞電極。該公司計劃在2025年左右開發固態電池的硅負極。

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