硬盘|又一个全球首创的技术获得突破！电池能量密度提升3倍，快充5分钟数码

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最近，又有一个重磅消息刷屏了。
世界首创，号称全球最快并具有革命性突破的电极即将明年大规模量产。
这种新的 3D 电极几何结构可以解决全球电池制造商面临的绝大多数性能限制：将电池功率提高 10 倍，能量密度提高 3 倍，电池寿命提高 5 倍，并将充电时间缩短至5分钟。
更重要的是，这种新型的电极设计是以卷对卷的方式制造，不含溶剂或粘合剂，可将电极成本降低30% ，从而显著降低电池的成本。
这些数据堪称完美！这是什么样的一种神仙技术呢？
我们都知道，电池充放电时，锂离子嵌入电极的速度以及过程是否顺利都会影响电池的容量，如果锂离子不能有效地嵌入电极中导致析锂，电池将会损失容量进而衰减。
研发人员要么使用更大容量的电极材料如硅等做负极，要么重新设计电极的结构来解决以上问题，前者受限于材料的不稳定性，后者受限于技术成本，无论是哪一种，只要取得突破，都将具有广阔的市场前景。

目前市场上典型的活性炭电极是由粉末、添加剂和粘合剂的混合物制成的，这使得带电离子嵌入电极时容易受阻，效率低下，导致容量损失，电池寿命下降。
法国的Nawa Technologies电池研发公司设计了一种巧妙的电极结构，完美地解决了以上问题。
该公司以其在超级电容器上的研发而闻名，他们认为在超级电容器上使用的相同的高科技电极同样能用于锂离子电池，关键是如何帮助锂离子更多更有效地嵌入在电极中。
他们设计了一种垂直排列的碳纳米管，类似于发刷结构，每平方厘米都有 1000 亿个直的、高导电的纳米管伸出，纳米管就类似于直线高速公路，使锂离子能像汽车在高速公路上行驶那样可以畅通无阻地更快更高效地嵌入电极中。
这从根本上将功率密度提高了10倍，使用这种电极的电池，其充电速度也得到了极大地提升， Nawa说，只要有合适的充电基础设施，具备高能量密度的电池5分钟即可完成80%的充电！

此外，由于超轻质纳米管支架和较少使用的外来粘合剂和添加剂材料，使得电池变得更轻、更紧凑，相同的空间，电池的能量密度提升三倍！
垂直的碳纳米管电极使得锂离子能更多地嵌入电极，可以减少由于反复充电或者快充导致的析锂，电池容量衰减显著减缓，电池的寿命延长了五倍！
碳纳米管不仅有更多的空间可以扩展，而且还具有高刚性结构，可以稳定电极，它能与一系列活性材料兼容，包括硅、镍锰钴和硫化学物质等。
比如它用于硅材料电极，将可以解决硅的膨胀问题，它就像一个笼子，硅的膨胀和收缩被限制在导电碳内部壳，可将锂硅电池的能量密度提升6倍！
足见它的市场前景有多吸引人！
【硬盘|又一个全球首创的技术获得突破！电池能量密度提升3倍，快充5分钟】根据IDTechEx最新发布的关于“ 2022-2032年碳纳米管：市场、技术、参与者”的研究报告称，碳纳米管电池正在兴起，到 2032 年，碳纳米管市场预计将超过 70 ktpa!

很多有名的电池制造商都在计划扩大他们的碳纳米管电池的生产，包括Sila Nanotechnologies、LG Energy Solution、Cabot Corporation、Toyocolor、JEIO和Kumho Petrochemical等等。