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      以肥皂為靈感,科學家開發新型鋰電池!

      發布日期:2024-01-15  來源:前瞻網

      核心提示:瞻觀前沿近日,國外研究人員發現,一種非常有前途的電解質可用于制造更耐用的鋰電池,它具有復雜的納米結構,其功能類似于膠束在
      瞻觀前沿
      近日,國外研究人員發現,一種非常有前途的電解質可用于制造更耐用的鋰電池,它具有復雜的納米結構,其功能類似于膠束在肥皂水中的行為方式。

      在開發更耐用電池的過程中,布朗大學和愛達荷國家實驗室的研究人員發現,答案可能在于了解如何清潔物體,特別是研究類似肥皂是如何起作用的。

      以洗手為例。當有人用肥皂洗手時,肥皂會形成一種叫做膠束的結構,當被水沖走時,膠束會吸附并去除油脂、污垢和細菌。肥皂之所以能做到這一點,是因為它通過將水和被清潔的物質結合并包裹在膠束結構中,在水和被清潔的物質之間起著橋梁的作用。

      在發表在《自然材料》雜志上的一項新研究中,研究人員注意到,在設計更持久的鋰電池材料——一種被稱為局部高濃度電解質的新型電解質中,也出現了類似的過程。他們在論文中分析了對這一過程如何運作的新理解,或將完全打開這一新興技術領域的大門。

      布朗大學工程學院教授 Yue Qi 表示:" 總體而言,我們希望改進和增加電池的能量密度 "" 要做到這一點,需要更換傳統電池內部的材料,開發出存儲更多能量的長壽命電池 "。

      技術價值觀察

      產業鏈剖析:該技術位于鋰電池上游

      鋰電池行業上游的原材料主要包括正負極材料、電解液、隔離膜等。其中,正極材料是鋰電池最為關鍵的原材料,直接決定了電池的安全性能和電池能否大型化,同時也是鋰電池成本占比最高的材料,約占鋰電池電芯材料成本的 40% 左右。

      目前,正極材料主要是錳酸鋰和磷酸亞鐵鋰、氧化鈷鋰和鈷酸鋰等,負極材料主要為石墨。鋰電池行業的中游包括電池系統的研發制造、電池系統集成組裝等。鋰電池行業下游的應用領域主要為消費電池、動力電池和儲能電池。


      宏觀市場觀察
      中國鋰電池企業全球專利創新力較強

      截至 2023 年 7 月初,2023 年全球鋰電池行業專利申請排名前十的均為中國企業和高校,可見中國企業在全球鋰電池技術創新力較強。


      中國鋰電池企業國內專利排名情況
      從我國鋰電池行業專利申請情況來看,該技術領域內的主要公司有合肥國軒高科動力能源有限公司、比亞迪股份有限公司、國家電網公司、珠海冠宇電池股份有限公司、國家電網有限公司、寧德新能源科技有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、寧德時代新能源科技股份有限公司和天津力神電池股份有限公司。

      其中,合肥國軒高科動力能源有限公司鋰電池相關專利申請數量最多,2404 項。比亞迪股份有限公司專利申請量排名第二,鋰電池相關專利申請數量超過 940 項。


      中國鋰電池市場需求激增
      在政策引導及市場需求帶動下,2015-2020 年間中國鋰電池產業發展迅猛。GGII 數據顯示,2020 年得益于新能源汽車、儲能、電動自行車、電動工具等新興產業及領域對鋰電池市場需求的增長,中國鋰電池出貨量為 142.9GWh。2021 年,我國動力電池與儲能電池需求激增,全年鋰電池出貨量達到 327 GWh。


      根據前瞻產業熱力圖顯示,與鋰電池關鍵技術強關聯的城市集群主要集中在華東,并且以廣東為重點發展區域,未來布局鋰電池技術的發展路徑,極大可能性在于華東優先導入,其中可重點關注廣東省深圳市的龍華區、廣東省東莞市所處鋰電池研發、設計的相關企業,以及該地方對于鋰電池的產業發展投資環境、供給市場的潛力空間。

       
       
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