日前，混合鋰金屬電池開發(fā)及制造商麻省固能新能源科技有限公司（下稱“麻省固能”）公布消息稱，已經(jīng)與艾芬豪資本收購公司（下稱“艾芬豪”）達(dá)成合并協(xié)議，合并后的公司將以麻省固能的名義運營，年內(nèi)在紐約證券交易所上市。值得一提的是，麻省固能是目前全球唯一經(jīng)過第三方驗證的混合鋰金屬電池公司。

混合鋰金屬電池是全新的技術(shù)概念，與其他電池技術(shù)路線有何不同？未來產(chǎn)業(yè)化前景又如何呢？

電池技術(shù)“新寵”

其實，混合鋰金屬電池并不是麻省固能最初的研究方向。麻省固能創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官胡啟朝此前透露，在成立之初曾研究固態(tài)鋰金屬電池，但目前為止，全球各家公司和研究機(jī)構(gòu)均認(rèn)為固態(tài)鋰金屬電池很難成型，因此在嘗試研究一段時間后，于2015年改變路線，將混合鋰金屬電池作為新的突破口。

與艾芬豪合并后，麻省固能將成為年內(nèi)全球第一家混合鋰金屬電池上市公司，此次交易得到了多家戰(zhàn)略投資者和全球汽車制造商的支持。今年三月，麻省固能宣布與通用汽車公司達(dá)成聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，在馬薩諸塞州波士頓一處新預(yù)生產(chǎn)基地制造高性能的“A-Sample”鋰金屬電動汽車電池；五月，麻省固能與現(xiàn)代汽車和起亞簽署了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，為現(xiàn)代的電動汽車開發(fā)“A-Sample”鋰金屬電池。另外，麻省固能的投資者還有來自全球最大電動汽車市場亞洲的重要汽車制造商和電池生產(chǎn)商，包括吉利控股集團(tuán)、上汽集團(tuán)和富士康等。

“一般鋰離子電池的負(fù)極材料是石墨，換成鋰金屬后，能提高電池能量密度，但是目前鋰離子電池的能量密度還達(dá)不到電動汽車的續(xù)航要求，具有一定的局限性。”伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理吳輝在接受本報記者采訪時指出，“電池技術(shù)在不斷進(jìn)步，假如有類似混合鋰金屬電池這樣的新技術(shù)出現(xiàn)，肯定會受到車企關(guān)注。”

安全隱患有待消除

相比傳統(tǒng)的鋰離子電池、全固態(tài)鋰金屬電池以及鈉離子電池，混合鋰金屬電池有何不同？

新能源與智能網(wǎng)聯(lián)獨立研究者曹廣平告訴記者，混合鋰金屬電池技術(shù)路線與現(xiàn)有的鋰離子電池的不同，重要體現(xiàn)在兩方面，首先是電解層將氧化物固態(tài)電解質(zhì)和高濃度電解液混合，其次是負(fù)極為鋰金屬。“與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，它采用了克容量大的鋰金屬負(fù)極以及較薄固態(tài)電解質(zhì)層，可以大幅度提升能量密度；與全固態(tài)鋰離子電池相比，它更易成型，而且由于電解質(zhì)層保留了一部分電解液，界面阻抗小，充電時間仍舊較快；與鈉離子電池相比，雖然能量密度高很多，但鋰金屬用量較大，假如未來鋰資源不夠，難以供應(yīng)的話，恐怕得回收其負(fù)極鋰金屬。”

“另外，混合鋰金屬電池的快充性能、壽命等并不遜色，因此在保證高能量密度的同時，其他特性并不會被削弱，與現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備也有較好的兼容性。更為重要的是，在安全模型和數(shù)據(jù)上都開始有產(chǎn)業(yè)化積累，能夠保障電池較為安全地運行。”曹廣平進(jìn)一步解釋說。

但是，相比更為安全的純固態(tài)電池，鋰金屬電池仍然會存在安全隱患，無法達(dá)到絕對安全。對此，胡啟朝表示，麻省固能會通過使用內(nèi)部研發(fā)團(tuán)隊開發(fā)的更為安全材料，在汽車電池管理系統(tǒng)里升級算法等方法，減少安全隱患。“電池不可能做到100%安全，但在新增一系列技術(shù)手段后，能夠保證用戶的使用安全。”

實現(xiàn)替代尚需時日

“鋰金屬電池替代鋰離子電池不是一個迅速的過程，而是逐漸替代，長遠(yuǎn)來看，動力鋰離子電池電池最終會是鋰金屬電池的天下，也許中間會發(fā)展出不同路徑，但鋰金屬電池是最終形態(tài)。”胡啟朝曾指出。

近年來，新型電池研發(fā)技術(shù)層出不窮，多個國家和地區(qū)都在尋找克服鋰離子電池缺陷的方法，消除痛點。據(jù)了解，與鋰離子電池相比，鋰金屬電池?fù)碛袔缀鮾杀兜哪芰棵芏龋亓恳哺p，這使得鋰金屬電池在電動汽車領(lǐng)域的應(yīng)用潛力更大，未來是否會逐漸替代鋰離子電池？

“混合鋰金屬電池屬于混合固態(tài)鋰離子電池，這種能量密度高的電池是發(fā)展趨勢，尤其是作為動力鋰離子電池，質(zhì)量很輕，容易被電動汽車產(chǎn)業(yè)接受。”曹廣平指出，“混合鋰金屬電池替代現(xiàn)有鋰離子電池還要一個過程，其氧化物膜、高濃度電解液、鋰金屬薄帶等的原材料和生產(chǎn)工藝，仍要時間。”

曹廣平建議：“可以同步開展這類電池材料循環(huán)利用技術(shù)的開發(fā)，從實驗室階段就考慮材料多次循環(huán)降本的問題，防止走入電池回收‘資源不夠又不能降本’的死胡同。”

延伸閱讀：

在政策和市場的雙重推動下，2021年，動力鋰離子電池產(chǎn)業(yè)迎來了技術(shù)上的快速突破期：蔚來汽車公布150千瓦時固態(tài)電池，廣汽埃安推出石墨烯電池，鈉離子電池成為最新焦點。初創(chuàng)公司麻省固能研發(fā)的混合鋰金屬電池技術(shù)，同樣受到眾多主流公司和投資者的青睞。

與目前普遍采用的石墨、硅碳等負(fù)極材料相比，鋰具有更大的克容量，能夠大幅提高整個電芯的能量密度，鋰金屬電池始終是動力鋰離子電池行業(yè)的重要研發(fā)方向。但金屬鋰在穩(wěn)定性和可控性上表現(xiàn)較差，使用過程中較容易造成正負(fù)極短路，縮短電池壽命，甚至引發(fā)電池著火。

麻省固能將成熟高效的鋰離子電池生產(chǎn)工藝和鋰金屬電池的高能量密度進(jìn)行結(jié)合，開發(fā)出了混合鋰金屬電池，并得到多方支持，但全新的混合鋰金屬電池究竟能否解決續(xù)航里程、電池安全等當(dāng)下消費者最為關(guān)注的問題，仍舊要持續(xù)關(guān)注。