请关注这些即将到来的锂离子电池技术
在早前我们已经介绍了石墨烯电池，这种电池利用纳米技术使锂离子电池在几分钟内就能充电，而不是几小时。
工具电池、物联网用电池，以及更大规模的电池发电机和电动汽车电力解决方案的前景一片光明。
随着石墨烯的使用持续成熟，现在似乎是个好时机，花点时间回顾一下目前正在进行的一些锂离子电池技术的最新进展。
最新的电池组与技术进步
Milwaukee美沃奇、DeWalt得伟、Makita牧田……等厂商推出了更新的锂离子电池组。
承诺提供更长的续航时间、更大的容量、更高的功率输出、更好的保温能力，或介于两者之间的某种组合。
大多数电池组的进步都与使用新电池单元或新型电池形制（如DeWalt PowerStack袋装电池）有关。
一些制造商，如DeWalt和Milwaukee，甚至推出了展示两者性能的电池。
无标签电池（如特斯拉的4680锂离子电池）
在特斯拉公开的数据里，我们看到了无标签4680电池单元它提供6倍于2170（又称21700）电池的功率和五倍的能量。
这使得它能在特斯拉生产的电动汽车上提供16%的续航里程。仅这种电池的形态就足以降低每千瓦时14%的费用。
使用这些电池单元，你会像涂其他电池一样，将活性材料涂覆在薄膜上。
不过，这些电池的绕组过程会大幅加速，因为你不需要停下来做制片。
然后他们把“果冻卷”组装进罐子里，加入电解液，所有东西都完成了。
无标签的4680电池不仅能制造更大的电池单元。它还提高了电池的生产能力，使其充电和放电速度更快。这是因为无片设计大大缩短了电子所需的传播距离。
还有一点要注意，无片电池的阳极使用了“特斯拉”硅片。这带来了高效且极其经济的设计，电池的射程延长可达20%。
在阴极方面，特斯拉正在研究在某些电池中使用更高浓度的镍，去除钴。
更先进的LFP（LiFePO）4锂铁磷酸盐）技术
磷酸铁锂（LFP或LiFePO₄）电池组多年来已被用于便携式发电站、电池搭电启动器和家用电池备份发电机解决方案中。
LFP虽然比锂离子电池更重且密度更高，但具有几个关键优势。
最大的问题是热稳定性。这些电池能够承受长期放电，而不会产生会损坏锂离子电池或导致系统进入热停机的热量。
LFP通常也提供更长的循环寿命——尤其是在频繁深度放电时。这就是你在家庭备份、太阳能循环和工地供电时经常发生的情况。
用锂离子来做这件事，你会在更短时间内迅速失去容量。
一些已使用LFP电池的便携式电池发电机包括EcoFlow DELTA系列和BLUETTI AC200（均声称寿命超过3000次）。
另一项LFP的进展来自总部位于广东深圳的中国电动汽车公司比亚迪。比亚迪“刀刃电池”仅使用极少量钴，采用超强结构，拥有长而扁平的外形。
它通过了行业标准的钉子穿透测试，在刺穿事件中不冒烟或不起火，并保持低表面温度（< 60°C）。
他们还会进行破碎和弯曲测试，甚至在烤箱中加热至300摄氏度。
最后，他们会运行260%的超载情况。这些测试中都没有点燃或燃烧。
除了安全性——对于电动车来说这一点我们无法过分强调——Blade电池还能提升50%的空间利用。
这样你可以在同一空间里放置更多电池，或者确保更大的电动车包占用更少空间，同时提供更长的续航里程。
设计采用铝制蜂窝状结构，使其坚固且易于安装。
电池技术即将进展（近期）
石墨烯增强电池
从目前的科技网站提供的数据证明，电池中含有少量石墨烯——一种超薄的碳原子片——可以显著提升锂离子电池的功率和循环稳定性，并保持高储存容量。
结合目前纳米技术方面的研究，这项开创性工作有望促成基于石墨烯的电池开发，具有两个主要优势：
它们可以在相同尺寸的封装中储存更多能量，
它们可以更快地充能。
石墨烯允许更多离子在阴极和阳极之间转移，从而缩短充电时间。但有个问题：虽然石墨烯提高了效率，但它增加了离子必须传播的距离。
这阻碍了石墨烯电池的改进，但新的研究可能找到解决方案。
早在在2016年的一篇科技文章中报道，科学家们可以利用磁性来对齐石墨烯，并拉直离子的路径。他们用氧化铁纳米颗粒包覆本非磁性的石墨烯片，并引入磁场。
因此，与对照组相比，“电极路径的曲折度（弯曲、曲折或扭曲的特性）减少了四倍”。这不仅仅是巧合或平均值。
硅增强石墨阳极
硅增强阳极应大幅提升电动汽车及便携发电机市场的电池产量。
目前，石墨因其稳定性和高能量密度而成为电池的主要负极材料。它也占大部分零部件成本和材料。
然而，石墨开采是一个肮脏且昂贵的工艺，且由中国主导。
重要的是，该技术有望在现有锂离子制造基础设施中运行，使其具有成本效益和可扩展性。
其想法是，如果硅阳极能达到每磅能量密度181瓦时的水平，就能降低制造成本，减少环境影响，并提升当今锂离子电池典型的90-136 Wh/lb能量密度。
目前的技术还承诺支持超过1200次充电循环。该技术面临的一些挑战包括电解质膨胀、电池膨胀以及极端使用时最大电荷容量的不可逆衰减。
用于电动汽车的LMR（富锰锂）棱柱形电池
LMR的目标只有一个：减少对昂贵且供应紧张的钴和镍的依赖。它承诺在保持电动汽车电池单元和电池组所需的能量密度的同时实现这一目标。
假设能够将这一技术推向市场并实现可扩展性，这将降低当今电动汽车中最昂贵的零部件。不过，这项技术仍有很长的路要走。
固态电池
2017年，锂离子电池的发明者约翰·B·古德纳夫（是的，那是他的真名）在固态电池技术上取得了突破，最终有望在某些应用中取代锂离子。
你问用什么来替代它？
用一个更易获得的资源：钠！我们上面提到的文章为我们预先展示了可能成为下一代主流电池格式的预览。
还有一些公司积极致力于固态电池技术。
据日本丰田公司称，与出光的合作有望在2027年或2028年实现硫化物基固态电池（硫化物固体电解质）的大规模生产。
遥远的锂离子电池技术（可能永远不会实现）
自愈电池
其中一项令人印象深刻的技术来自一份关于自愈锂离子电池的报告。
对于电池来说，损伤会随着时间积累，可能是物理损伤，甚至是高放电和高温造成的。
结果是电池效率下降，最终导致故障。自愈电池有望延长这些电池和电池组的使用寿命，超出预期。
正如我们的文章所解释的，自修复电池可能永远不会以实际形式进入市场，但它们可能会改善现有电池的耐用性，保留容量并实现较高的循环率。
纳米级锂离子电池
纳米级锂离子电池的发展也引起了我们的关注。
通过这些，我们关注的是零部件和技术的微型化。虽然这些产品不保证电动工具的强大性能，但这为我们尚未想象的电子产品留下了大量机会。
为什么这很重要
这些有什么重要性？如果哪怕一两项新技术能够大规模复制，我们可能迎来锂离子电池的新一波演进。这可能意味着以下任意组合：
较小的背包尺寸
更长的运行时间
更大的功率输出
更好的散热
卓越的背包耐用性
电池组使用时间更长，在失去充电容量或循环前
这是令人着迷的时代。我们会在发现新进展时及时为您通报。
如果您听说过我们未包含的其他锂离子电池技术进展，请在下方评论告诉我们。
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