195
雖然大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)制造商正在優(yōu)化現(xiàn)有的鋰離子電池解決方案，通用汽車(chē)（GM）卻已轉(zhuǎn)向鋰金屬電池的下一代電動(dòng)汽車(chē)。
電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程有限，其中大部分最大續(xù)航里程為380英里（610公里）以下，這是電動(dòng)汽車(chē)廣泛采用的主要障礙之一。汽車(chē)制造商和研究人員通常會(huì)尋找三種解決辦法：高能效汽車(chē)系統(tǒng)、改進(jìn)的電池充電技術(shù)或更高容量的電池。
市場(chǎng)上流行電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程 近日，通用汽車(chē)（GM）對(duì)第三種解決方案進(jìn)行了大量投資，將更高容量的電池作為該公司的遠(yuǎn)程電動(dòng)汽車(chē)解決方案。盡管與之競(jìng)爭(zhēng)的電動(dòng)汽車(chē)制造商（如特斯拉）已通過(guò)修改鋰離子電池的結(jié)構(gòu)來(lái)尋求更高容量的電池，但通用汽車(chē)電池解決方案的研發(fā)方向已完全與鋰離子電池分道揚(yáng)鑣。
取而代之的是，這家汽車(chē)巨頭選擇開(kāi)發(fā)鋰金屬電池，希望能制造出更高容量、更低成本的電池。與鋰離子電池相比，電動(dòng)汽車(chē)用鋰金屬電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？為什么到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有被制造商們廣泛采用呢？
1、鋰金屬電池vs鋰離子電池
鋰金屬電池的工作原理與鋰離子電池相似。在鋰離子電池中，陽(yáng)極和陰極由一個(gè)用電解液“濕潤(rùn)”的隔膜分開(kāi)，以促進(jìn)鋰離子在陽(yáng)極和陰極之間的運(yùn)動(dòng)。隔膜隔離陽(yáng)極和陰極，以防止短路，同時(shí)只允許鋰離子通過(guò)電解液。這就產(chǎn)生了功能電流。
在鋰電池中，陽(yáng)極通常由石墨制成，而陰極由鋰鈷氧化物組成。鋰金屬電池也以同樣的方式工作，但它使用的不是石墨陽(yáng)極，而是高能鋰金屬。
鋰離子電池工作原理 據(jù)華盛頓州立大學(xué)的研究人員稱，鋰金屬被認(rèn)為是電池的“夢(mèng)想材料”，因?yàn)樗幸阎墓腆w材料中，它的能量密度最高。事實(shí)上，鋰金屬電池每磅至少比鋰電池多儲(chǔ)存33%的能量，可以產(chǎn)生更高容量和更輕重量的電池。
2、鋰金屬電池面臨的挑戰(zhàn)
雖然鋰金屬看上去像是電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)商的一個(gè)明確的候選者，但對(duì)電池安全性的擔(dān)憂一直是一個(gè)主要限制。當(dāng)鋰離子在正極和負(fù)極之間轉(zhuǎn)移時(shí)，鋰金屬電池更容易在鋰金屬上形成樹(shù)枝狀固體針狀結(jié)構(gòu)——枝晶。如果不加以控制，枝晶最終會(huì)穿透陰極，使電池短路，并有可能燃燒電池的電解液。
枝晶形成可能穿透陰極引起短路 即使電池不著火，枝晶也會(huì)增加自放電，這意味著鋰金屬電池失去了長(zhǎng)期儲(chǔ)存電荷的能力。由于這些缺點(diǎn)，制造商們大多放棄了這種電池類型，轉(zhuǎn)而使用它更為成熟的同類產(chǎn)品鋰離子電池。然而，隨著近年來(lái)對(duì)鋰金屬電池的更多研究和投資，這項(xiàng)技術(shù)似乎正在卷土重來(lái)。
3、通用汽車(chē)押注金屬鋰
六年前，通用汽車(chē)投資了一家名為SolidEnergy Systems（SES）的初創(chuàng)公司，這家公司正在研究開(kāi)發(fā)和制造鋰金屬電池的新方法，這些電池實(shí)際上是安全的?，F(xiàn)在，兩家公司已經(jīng)宣布了一項(xiàng)聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議，其中一部分涉及在馬薩諸塞州沃伯恩建造一條制造原型生產(chǎn)線的計(jì)劃。
通用汽車(chē)鋰金屬電池原型 盡管大多數(shù)信息仍處于保密狀態(tài)，但兩家公司都將自己的鋰金屬知識(shí)產(chǎn)權(quán)帶到了談判桌上，僅通用汽車(chē)一家就擁有49項(xiàng)專利，正在等待45項(xiàng)專利批準(zhǔn)。通用汽車(chē)公司聲稱，他們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種帶有保護(hù)陽(yáng)極的鋰金屬電池，在一個(gè)研究設(shè)施中完成了超過(guò)15萬(wàn)英里的測(cè)試。這一合作關(guān)系旨在加速兩家公司的鋰金屬研發(fā)，最終有望在2023年前推出商用電池。
