中國粉體網(wǎng)訊 2024年10月8日，中關(guān)村標準化協(xié)會正式公布了電池行業(yè)首個無負極鋰金屬電池團體標準。該標準由中關(guān)村標準化協(xié)會技術(shù)委員會提出并歸口，由金羽新能、北京大學、南方科技大學、中電投融和新能源、華能清潔能源研究院等單位聯(lián)合起草。
據(jù)介紹，該標準對無負極鋰金屬電池及電池組的術(shù)語與定義、測試條件、電性能要求、電氣安全要求、環(huán)境安全要求、測試方法、質(zhì)量評定、標識、包裝、運輸與儲存等內(nèi)容進行了規(guī)范性定義。標準的出臺填補了電池行業(yè)在無負極鋰金屬電池管理標準上的空白，發(fā)揮了企業(yè)、高校在行業(yè)中的示范作用，有助于加強無負極電池這一新興品類的監(jiān)管和規(guī)范水平、推動電池行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
什么是無負極鋰金屬電池？
無負極鋰金屬電池是一種新型的電池技術(shù)，相對于傳統(tǒng)鋰離子電池，其設(shè)計旨在提高能量密度和電池性能。在這種電池中，鋰金屬在充電過程中會沉積在陽極上，而在放電過程中會被消耗掉。
具體來說，鋰的來源可以分為以下幾個方面：
①電解質(zhì)中的鋰離子：在無負極鋰金屬電池中，電解質(zhì)中含有鋰鹽（如LiPF6、LiBF4等），這些鹽在溶解于溶劑中后會釋放出鋰離子。在電池充電過程中，鋰離子會在負極（通常是銅箔）上沉積，形成鋰金屬層。
②正極材料中的鋰：電池的正極通常是由鋰化合物（如LiCoO2、LiFePO4等）構(gòu)成，這些材料在充放電過程中會釋放和吸收鋰離子。在放電過程中，鋰離子從正極材料中脫出，通過電解質(zhì)移動到負極，并在負極上沉積形成鋰金屬層。
在充電過程中，鋰離子在負極銅集流體表面與電子結(jié)合，沉積一層鋰金屬；在放電過程中，沉積在負極銅集流體上的鋰金屬發(fā)生溶解，重新回到正極當中，如此反復。
無負極鋰金屬電池好在哪？
M. Stanley Whittingham在20世紀70年代使用鋰金屬作為負極材料，但由于其容易形成枝晶而存在高安全風險，以及Akira Yoshino在1983年發(fā)現(xiàn)的嵌入式負極，鋰金屬負極的商業(yè)化失敗，碳基負極材料占據(jù)主導地位。
然而，隨著電動汽車的高速發(fā)展，對更高功率密度和更快充電速度電池的需求急劇上升，而碳基負極材料很難進一步突破。相比之下，無負極鋰金屬電池取消了金屬電池中的傳統(tǒng)負極組件，有望實現(xiàn)一種突破性的儲能方法。無負極鋰金屬電池與傳統(tǒng)的鋰金屬離子電池相比，具有實現(xiàn)顯著更高能量密度的前景，這種增加的能量密度可以轉(zhuǎn)化為更持久和更強大的能量存儲解決方案，適用于從消費電子產(chǎn)品到電動汽車的各種應用。
此外，無負極簡化了電池結(jié)構(gòu)，潛在地降低了制造成本，并使這些電池在更大規(guī)模制造上更經(jīng)濟可行，最終不僅可以降低成本，還可以降低制造過程中的能耗，從而減少對環(huán)境的影響。
金羽新能無負極鋰金屬電池
作為此次標準的牽頭單位，金羽新能是工信部鋰離子電池安全標準工作組成員、鋰金屬電池行業(yè)總規(guī)范的制定者，國家十三五科技創(chuàng)新成就展參展企業(yè)。
金羽新能由北京大學等高校青年博士團隊創(chuàng)立的科技創(chuàng)新企業(yè)，在固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，為國家“專精特新”小巨人企業(yè)、“科創(chuàng)中國”國家固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化協(xié)同創(chuàng)新基地，獲得國電投中電投融和資產(chǎn)、九智資本、北京大學科技成果轉(zhuǎn)化基金等多輪融資。
在無負極鋰金屬電池領(lǐng)域，今年1月份，金羽新能宣布，在一代鋰金屬電池產(chǎn)品交付客戶的基礎(chǔ)上，開發(fā)了二代無負極鋰金屬電池產(chǎn)品。代表型號容量為15Ah，質(zhì)量能量密度超過420Wh/kg，體積能量密度超過1100Wh/L。
2月18日，金羽新能宣布，公司在已交付首批次無人機用無負極電池商業(yè)訂單后，與歐洲某客戶持續(xù)開展無負極電池在新場景的應用探索。經(jīng)過客戶持續(xù)測試，產(chǎn)品能量密度（>460Wh/Kg）、體積能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性等均達到或超過預期。
8月16日，金羽新能還推出“無際”系列準固態(tài)無負極電池。該系列電池通過無負極（無陽極）技術(shù)提高了安全性和可制造性，同時減少了生產(chǎn)工序和成本。這種技術(shù)還顯著降低了電池的體積和重量，提高了能量密度。此外，通過采用高強度一體化固態(tài)電解質(zhì)復合隔膜和固液界面技術(shù)，電池的安全性能得到了提升。
參考來源：
《無負極鋰金屬電池及電池組》中關(guān)村標準發(fā)布.金羽新能
Anode-free post-Li metal batteries.Mater. Horiz., 2024. (DOI:10.1039/d4mh00529e)
中關(guān)村標準化協(xié)會、金羽新能官網(wǎng)、官微、網(wǎng)絡公開信息等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除！
