電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
本周，全體鋰離子電池行業從業人員都在分享同一份喜悅。
10月9日，瑞典皇家科學院宣布，將2019年諾貝爾化學獎授予德州大學奧斯汀分校教授約翰•B•古迪納夫（JohnB.Goodenough）、紐約州立大學賓漢姆頓分校教授M•斯坦利•威廷漢（M.StanleyWhittingham）、以及日本名城大學教授吉野彰，以表彰他們“在發明鋰離子電池過程中做出的貢獻”。
諾貝爾委員會在頒獎詞中說，三位科學家發明了輕便、可攜帶的鋰離子電池，用可控的方式讓能量實現轉換，使用場景廣泛，這是一項非常有潛力的科技。
詳盡來看，約翰•B•古迪納夫是美國固體物理學家，他使鋰離子電池體積更小、容積更大、使用方式更穩定，從而實現了商業化，同時開啟了電子設備便攜化進程。
1980年，古迪納夫與日本學者水島公一等人，沖破性發明了鋰電池的陰極材質鈷酸鋰（LiCoO2），打開了鋰離子電池使用的大門，率先使用在手機、筆記本等便攜式電子設備范疇。
1997，古迪納夫團隊還發明了磷酸鐵鋰（LiFePO4）材料，目前磷酸鐵鋰離子電池已經大規模使用于電動車和儲能等范疇。
古迪納夫是鈷酸鋰和磷酸鐵鋰等正極材料的發明人，是鋰電池的奠基人之一，被業內譽為“鋰電池之父”。2017年94歲的古迪納夫又打造出了“全固態”鋰離子電池，其能獲得諾貝爾化學獎是實至名歸。
而M•斯坦利•威廷漢則于1976年在研究超導體過程中發現了一種能量非常豐富的材料并將其用于鋰離子電池，這個由二硫化鈦構成的材料具有可以容納鋰離子的空間，可以被用于制作鋰離子電池中的陰極。
正是基于M•斯坦利•威廷漢的發現，上世紀80年代，古迪納夫發現鈷酸鋰可以作為鋰電池正極材料。
而日本教授吉野彰則于1985年創建了首個商業上可行的鋰電池，為鋰離子電池的商業化使用作出了重大貢獻。
1991年，索尼采用古迪納夫理論用鈷酸鋰材料制造出了第一款商用鋰離子電池，主要使用于便攜式電子設備中，從而影響了后來30多年人們的日常生活，并將一直延續下去。
很顯然，當前全球鋰電池能夠在3C數碼、電動車、電動自行車、輪船、飛機、軌道交通、儲能等多個范疇的大規模使用，離不開這三位專家在鋰離子電池基礎研究方面作出的貢獻。
三位專家數十年的專注研究精神也值得所有鋰電從業人員學習，尤其是要沉下心來在基礎研究方面付出更多的努力。
當前，中國已經成為最大的鋰離子電池使用市場，同時也是動力電池市場發展最快的國家，在產能和裝機量方面處于世界領先地位。但是在鋰離子電池材料基礎研究、鋰離子電池制造工藝和鋰離子電池專業人才方面的研發和培養方面還與美日韓存在較大差距。
從專利技術、基礎材料、核心設備和新型材料和工藝等方面來看，中國鋰離子電池產業與國際頂級研究機構和企業都存在較大差距。
此次獲獎的三位專家分別來自美國和日本，也顯示出美日在鋰離子電池研究方面的深厚積累，而這恰恰是中國鋰離子電池產業所缺失的。
在補貼退坡和市場競爭加劇等壓力下，當前已有大批動力電池企業陷入了訂單驟減，營收凈利大幅下滑的發展困境。
而在國際市場上，仍舊以日韓電池企業為主，能夠參與國際市場競爭的中國電池企業微乎其微，這也體現出中外電池企業的競爭差距。
下面就來看看本周動力電池產業又是什么新技術和新使用。
1、特斯拉自產電芯再下一城
日前，外媒報道稱，特斯拉收購了加拿大電池制造設備和工程技術公司“HibarSystems”（以下簡稱“海霸”）。海霸總部位于加拿大安大略省，成立于1970年代。
在二次電池范疇，海霸的產品包括精密計量泵和注液分配系統、自動化電池制造和工藝設備、自定義包裝設備、鋰電池裝配和自動真空灌裝系統。
目前，特斯拉已經將海霸公司列為子公司，這是其今年收購的第二家與電池制造相關的企業。
2、三洋化成將投建全樹脂電池工廠
日媒報道稱，三洋化成工業社長安藤孝夫指出，計劃在日本福井縣興建新型鋰電池量產工廠，預估投資約150億日圓，產能將達“GWh”等級，預定2021年度激活加工。
三洋化成計劃量產的產品為攜手源自慶應大學的創業公司企業APB共同研發的“全樹脂電池”，電極/分隔膜等電池材料從金屬更換成樹脂，就算是鉆孔、切割，都不會起火，電池容量將達傳統型電池2倍以上，且因是樹脂制，因此形狀的自由度高。三洋化成目前已利用位于愛知縣的試產加工線試作。
3、納米鏈負極提升電池壽命及充電速度
外媒報道稱，普渡大學的研究團隊研發了一種制造電池電極的新辦法，從而提升電池的循環壽命并縮短充電時間。
該辦法是將制造電極的傳統石墨材料轉換成納米鏈結構的類金屬。該團隊將銻納米鏈電極與石墨電極進行了比較，結果發現采用銻納米鏈電極，硬幣大小的電池充電僅耗時30分鐘，同時鋰離子容量增加了一倍，進行了100次充放電循環。
普渡大學的研究團隊通過使用特殊還原劑氨硼烷以及一種成核劑將微小的單個銻粒子連接成一個納米鏈形狀，使其萌生納米鏈內的孔隙以適應材料膨脹和抑制電極失效。
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