电动知家 6小时前
宁德时代曝下一代电池技术:能量密度达3500Wh/kg
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电池技术一直是新能源汽车发展的重要基础,包括现在的机器人、无人机等高科技产品的发展都受到电池技术的影响。

事实上,电池技术已经发展了超百年,最早的铅酸电池到现在已经发展了超过一百年,镍镉电池、镍氢电池中间也发展了几十年,再到近三十年的锂离子电池的出现,彻底改变消费电子、新能源汽车、储能三大赛道,成为目前主流的电池技术。

而对于下一代电池技术,大家也都非常关注,目前大家短期内能看到的就是全固态电池,普遍预计 2027 年小批量装车,2030 年量产装车。同步发展的还有能力密度不高,但是成本更低的钠离子电池。

那么未来十年,甚至二十年三十年后的电池技术将是什么呢?近日,宁德时代再次给出了答案。中国工程院院士、宁德时代首席科学家吴凯在 2026 装备强国论坛上表示,宁德时代远期将聚焦锂空气电池研发,其理论能量密度为现有锂电池的 5-10 倍,是下一代电池技术竞争焦点。

锂空气电池可以说下一代电池技术的终极方向。我们查阅了一下相关资料显示,锂空气电池理论能量密度高达 3500Wh/kg。

大家知道,目前液态锂电池能量密度天花板也就 350Wh/kg 左右,锂空气电池能量密度几乎是当前液态锂电池的5 – 10 倍,已经接近燃油能量密度。也远远高于能量密度在500– 600 Wh/kg 的全固态电池,以及还在研究阶段的理论能量密度在800 – 1000 Wh/kg 的锂硫电池。

事实上,在 20 世纪 70 年代就有了锂空气电池的概念,并且 90 年代出现了第一个可充电的锂 - 氧(Li-O2 ) 电池。美国 IBM 公司在 2010 年前后也曾做过相关的研究。到了 2024 年,锂空气电池实现突破,美国研究团队在《自然》杂志上发表的文章显示,制成了循环超过 700 次的锂空气电池。2025 年,他们再次实现突破,在实验室制成了一块能量密度达到了 1200Wh/kg、循环次数达到了 1000 次的锂空气电池。

当然,这种锂空气电池目前还在实验室验证阶段,真正商业化应用可能至少 10 年以上。就像我们喊了很多年的全固态电池一样,中间还有很多的问题要解决,但是它是我们必须关注的下一代电池技术的方向。

最后我们再简单介绍一下锂空气电池的原理。锂空气电池属于金属 -  空气电池的一种,核心是用金属锂做负极空气中的氧气做正极活性物质,被称为 " 可呼吸电池 "。

它与现在的锂电池最大的区别是电池正极,锂离子电池的正极是一整块实心的 NCM 或 LFP 颗粒涂层(密度大、重),而锂空气电池的正极是一块多孔海绵状的碳材料,主要作用就是让空气进去,并提供电子通路和催化反应表面。

有个非常形象的比喻,说锂离子电池就像保温杯,水(能量)全装在杯子里,要想有更多的能力,就要把杯子做得更大。而锂空气电池像是把杯底换成一根吸管插在大海里,杯子本身只装一点点锂(负极),水(氧气)从外面吸,杯子本身可以做得很轻

锂空气电池看着能量密度大,上限特别高,但是目前也还有不少问题需要解决。比如放电主要产物为过氧化锂(Li ₂ O ₂),其电子电导率仅约  5 × 10 ⁻ ² ⁰ S/cm,属于绝缘体。现在是即便使用顶级双功能催化剂,也难以彻底解决产物绝缘带来的动力学迟缓问题。还有电解液稳定性差,副反应泛滥的问题,以及金属锂负极失效:枝晶、钝化、粉化,等等各种问题。

总之,从理论上,锂空气电池的能量密度上限更高,是值得我们关注和研究的方向,但是短时间内还很难有大的突破。宁德时代说锂空气电池是下一代电池技术竞争焦点,也是表明其对未来电池技术的关注。

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