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世界首創(chuàng)，號稱全球最快并具有革命性突破的電極即將明年大規(guī)模量產。這種新的 3D 電極幾何結構可以解決全球電池制造商面臨的絕大多數性能限制：將電池功率提高 10 倍，能量密度提高 3 倍，電池壽命提高 5 倍，并將充電時間縮短至5分鐘。更重要的是，這種新型的電極設計是以卷對卷的方式制造，不含溶劑或粘合劑，可將電極成本降低30%，從而顯著降低電池的成本。我們都知道，電池充放電時，鋰離子嵌入電極的速度以及過程是否順利都會影響電池的容量，如果鋰離子不能有效地嵌入電極中導致析鋰，電池將會損失容量進而衰減。研發(fā)人員要么使用更大容量的電極材料如硅等做負極，要么重新設計電極的結構來解決以上問題，前者受限于材料的不穩(wěn)定性，后者受限于技術成本，無論是哪一種，只要取得突破，都將具有廣闊的市場前景。目前市場上典型的活性炭電極是由粉末、添加劑和粘合劑的混合物制成的，這使得帶電離子嵌入電極時容易受阻，效率低下，導致容量損失，電池壽命下降。法國的Nawa Technologies電池研發(fā)公司設計了一種巧妙的電極結構，完美地解決了以上問題。該公司以其在超級電容器上的研發(fā)而聞名，他們認為在超級電容器上使用的相同的高科技電極同樣能用于鋰離子電池，關鍵是如何幫助鋰離子更多更有效地嵌入在電極中。他們設計了一種垂直排列的碳納米管，類似于發(fā)刷結構，每平方厘米都有 1000 億個直的、高導電的納米管伸出，納米管就類似于直線高速公路，使鋰離子能像汽車在高速公路上行駛那樣可以暢通無阻地更快更高效地嵌入電極中。這從根本上將功率密度提高了10倍，使用這種電極的電池，其充電速度也得到了極大地提升，Nawa說，只要有合適的充電基礎設施，具備高能量密度的電池5分鐘即可完成80%的充電！此外，由于超輕質納米管支架和較少使用的外來粘合劑和添加劑材料，使得電池變得更輕、更緊湊，相同的空間，電池的能量密度提升三倍！垂直的碳納米管電極使得鋰離子能更多地嵌入電極，可以減少由于反復充電或者快充導致的析鋰，電池容量衰減顯著減緩，電池的壽命延長了五倍！碳納米管不僅有更多的空間可以擴展，而且還具有高剛性結構，可以穩(wěn)定電極，它能與一系列活性材料兼容，包括硅、鎳錳鈷和硫化學物質等。比如它用于硅材料電極，將可以解決硅的膨脹問題，它就像一個籠子，硅的膨脹和收縮被限制在導電碳內部殼，可將鋰硅電池的能量密度提升6倍！根據IDTechEx最新發(fā)布的關于“ 2022-2032年碳納米管：市場、技術、參與者”的研究報告稱，碳納米管電池正在興起，到 2032 年，碳納米管市場預計將超過 70 ktpa!很多有名的電池制造商都在計劃擴大他們的碳納米管電池的生產，包括Sila Nanotechnologies、LG Energy Solution、Cabot Corporation、Toyocolor、JEIO和Kumho Petrochemical等等。毫不夸張地說，儲能領域正在迅速發(fā)展，新一代的顛覆性技術已經出現(xiàn)。目前，碳納米管的商業(yè)化問題主要是生產成本，Nawa Technologies除了其首創(chuàng)的垂直碳納米管比較吸睛外，最近使其成為頭條的另一個原因是，他們宣布實現(xiàn)了另一個世界首創(chuàng)的突破，以卷對卷的方式以 90 厘米寬的制造規(guī)模生產其獨特的垂直排列的碳納米管儲能材料。這種不含溶劑或粘合劑的方式將電極的生產成本降低了30%！公司宣布他們現(xiàn)在進入了下一個激動人心的階段——大規(guī)模制造，計劃于2023年開始大規(guī)模量產其新型的電極材料。再次感嘆，2023年對電動汽車行業(yè)來說，似乎真是非常重要的一年，很多電池制造商、汽車制造商都將他們的新型技術量產計劃定在了這一年，且拭目以待。
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