全球最顶尖的锂电池技术（3分钟充满电循环超10000次）

机器之心报道

机器之心编辑部

哈佛研发的这项电池技术在扩展方面没有任何基本限制，这可能会改变整个电池行业。

去年，来自哈佛大学的研究者开发了一种用于电动汽车的新型固态锂电池，10-20 分钟内就可以充满电。现在，研究团队表示这种自主研发的锂电池又获得了新的突破，仅需 3 分钟就可以充满电了，并宣布已经获得哈佛大学的技术许可。由研究团队成立的初创公司 Adden Energy 也完成了由 Primavera Capital Group 领投的 515 万美元的种子轮融资。

初创公司 Adden Energy 由哈佛大学副教授李鑫、哈佛博士生 William Fitzhugh 和 Luhan Ye 于 2021 年创立，他们都参与了这项锂电池技术的开发。值得一提的是，Primavera Capital 的创始人兼董事长 Fred Hu 也是 Adden Energy 的创始人之一。

据 Adden Energy 介绍，这种自主研发的锂金属电池使用寿命超过 10000 次，电池原型具有高能量密度和材料稳定性，并克服了一些锂电池的安全问题，研究论文发表在《Nature》上。

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03486-3

Adden Energy 计划首先将电池研制成手掌大小的软包电池，然后在未来三到五年内将其转变为成熟的汽车电池。

Adden Energy CEO Fitzhugh 指出，2019 年美国 29% 的二氧化碳排放量来自交通运输。发展电动汽车是应对气候变化最有意义的做法之一，然而，广泛普及电动汽车又需要耗费大量的电池来满足消费者的各种需求。这就带来新的问题，例如，37% 的美国家庭没有车库，因此无法长时间给车充电。为了使这一领域实现电气化，电动汽车需要在与内燃机汽车相当的时间内充电，基本上就是在加油站所花费的时间。

锂金属电池的最大挑战一直是化学反应。锂电池在充电过程中将锂离子从阴极移动到阳极。当阳极由锂金属制成时，表面会形成称为枝晶的针状结构。这些结构在电解质中生长，并刺穿分隔阳极和阴极的屏障，导致电池短路甚至着火。

为了克服这一挑战，哈佛研究团队设计了一种多层电池，在阳极和阴极之间夹入了不同稳定性的不同材料。他们通过新颖的结构和材料设计在枝晶造成损害之前阻止它们生长。因此，该设备可以在较长的使用寿命内保持其高性能。

电池的设计是怎样的我们可以将电池想象成三明治。首先是面包：锂金属阳极，然后是生菜：石墨涂层，接下来，一层西红柿：第一种电解质和一层培根：第二种电解质。用另一层西红柿和最后一块面包来充当阴极。

第一种电解质（化学名称 Li_5.5PS_4.5Cl_1.5 或 LPSCI）对锂更稳定，但容易发生枝晶穿透。第二种电解质（Li_10Ge_1P_2S_12 或 LGPS）对锂的稳定性较差，但不受枝晶的影响。在这种设计中，枝晶可以通过石墨和第一电解液生长，但当它们到达第二电解液时就会停止生长。换句话说，枝晶在生菜和番茄中生长，但在培根处停止。培根屏障阻止枝晶穿过电池。

李鑫表示：「如果你想让汽车实现电动化，固态电池是必经之路。我们正着手将这项技术商业化，因为我们相信这项技术与其他固态电池相比是独一无二的。我们已经在实验室条件下让电池在使用寿命内实现了 5000 到 10000 次的充电循环，而现在同类产品中最好的电池也只能实现 2000 到 3000 次充电循环。并且我们的电池技术在扩展方面没有任何基本限制。这可能会改变整个电池行业。」

参考链接：

https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/05/researchers-design-long-lasting-solid-state-lithium-battery/

https://www.businesswire.com/news/home/20220901005580/en/Adden-Energy-Launches-With-Technology-License-From-Harvard-to-Scale-Solid-State-Battery-Technology-for-Electric-Vehicles/

,