从承诺到现实——5项电池突破可能很快就会推向市场

创新是必然的。随着任何技术的发展，人们的期望也会随之发展。同样，电池技术也在不断发展，在整个历史中，希望使其更高效，更强大，更可靠，更可持续，等等。锂离子电池的传奇故事早在20世纪70年代就开始了，至今仍在即兴发挥。然而，行业观察人士的一大抱怨是，这些创新从实验室到市场的转移速度太慢。对他们来说，一项创新只有在进入市场，并在价格、效率、安全或三者兼而有之的情况下才有价值。

这就是为什么看起来最有可能很快进入市场的创新与快速充电电池有关的原因之一。这是因为对实际电池化学成分的全面转变说起来容易做起来难，因为用一种全新的化学成分进行大规模生产需要更多的投资，也许是制造本身的创新，还要跨越多个监管障碍。

在这里，我们来看看电池技术的五大突破，这些突破将在未来24个月或更长时间内推向市场。

极快充电锂金属固态电池

突出了- 15分钟充电80%800次循环后仍能保持80%的容量

QuantumScape来自加利福尼亚的是一家从事电动汽车固态锂金属电池研究领域的美国公司。2022世界杯决赛竞猜QuantumScape最近公布了可能是第一个商业上可行的锂金属固态电池的性能数据。这项技术允许电池在15分钟内充满0到80%的电量。该公司本身就押注于这项技术的发展，而大众等重量级企业的支持意味着它确实有一些更接近现实的东西。

QuantumScape开发了一种16层固态电池，已经可以承受500多次充电周期。该公司还声称，电动汽车的自动驾驶能力提高了80%。固态电池技术使用固体电解质代替传统的液体溶液。这有助于固态电池在重量和体积上比普通锂离子电池储存更多的能量。

该技术声称要解决的主要挑战是高充放电率，长使用寿命，并确保无温度或安全问题。据报道，该电池技术具有优异的能量密度，存储容量约为1千瓦时/升(是目前大多数电动汽车电池的两倍多)。寿命也令人印象深刻，因为它声称在800次循环后仍能保持80%以上的容量。这相当于一辆电动汽车行驶了惊人的24万英里。

到目前为止，该产品还处于研发阶段，而该公司的目标是在2022年向至少一个客户交付a样本细胞。此外，该公司的目标是在2023年生产候选B样品细胞(B样品是使用最终生产工艺生产的)。值得注意的是，这项技术的工作早在2020年12月就开始了。

来自StoreDot的极快充电电池

突出了- 2024年每5分钟充电100英里;到2032年只需2分钟

另一种极端的快速充电电池技术。总部位于以色列的StoreDot是电动汽车极快充电(XFC)电池技术的先驱。该公司的战略技术路线图“100inX”表明，到2024年，该公司将推出能够在5分钟内充电100英里的电池。此外，该公司的目标是充电2分钟即可行驶100英里，并在未来10年内实现量产。

StoreDot正坚定地朝着全球汽车制造商的第一个里程碑迈进，到2024年将大规模生产以硅为主导的负极XFC锂离子电池。此外，该公司正处于开发突破性半固态技术的高级阶段。这将在4年内进一步提高40%的电池性能，只需3分钟的充电时间就能行驶100英里。它可能会在2028年大规模生产。

显然，100inX路线图设定了硅主导的XFC的三代StoreDot技术，半固态和全固态- 100in5, 100in3和100in2里程碑，表示每分钟充电英里数。里程碑是- 2024年100in5, 2028年100in3(提高40%)和2032年100in2(再提高33%)。StoreDot的XFC技术的“100in5”单元已经在现实世界中由汽车oem进行了测试。

LFP电池

突出了-放电率低，放电曲线平坦，发热少，充电循环次数多，环保安全，结构稳定。LFP之所以有资格进入这个列表，仅仅是因为它在2018年的增长和扩展用例的速度比任何人预测的都要快。

磷酸铁锂(LFP)电池是这个列表中需要提及的另一个名称。该电池是一种以磷酸铁锂为正极材料的锂离子电池。因此，通过去除钴，它使生产更具可持续性。此外，它还使用带有金属衬底的石墨碳电极作为阳极。在性能方面，LFP电池优于其他类型的电池。与其他类型的电池相比，它能够高速充电和放电。此外，它还具有放电率低、放电曲线平坦、发热少、充电循环次数多等特点。此外，LFP电池环境安全，结构稳定。电池的化学性质也使其免于热失控，因此可以安全的在家中使用。

有了所有这些优点，LFP电池的采用获得了牵引力。电动汽车巨头特斯拉已经在其一半的新车中使用了无钴LFP电池。这是一种克服镍和钴供应担忧的反应。大众在中国的电池合作伙伴国轩高科技也展示了一种具有LFP化学的新型电池。安全优势、较长的生命周期和较低的成本，使得电动汽车制造商在采用LFP电池时接受了较低能量密度的代价。

去年，在中国制造商销售的电池中，LFP的销量超过了NMC。锂电池的市场份额全年都在增长:在用于电动汽车和储能系统的100GWh锂电池中，44%是NMC，其余大部分是LFP。

根据分析，到2028年，LFP将超过镍锰钴(NMC)成为主导电池化学物质，到2030年，全球市场需求将超过3,000GWh。

钠离子电池

突出了-比锂离子电池便宜30%，因为地球上钠含量丰富

钠离子电池，又名钠离子电池，是一种快速发展、更便宜、便携和高效的存储解决方案。面对全球锂的短缺，钠再次成为人们关注的焦点(电池技术从20世纪60年代就开始出现了!)与锂不同，地球上有大量的钠。它主要是从海水和生长在富含钠的土壤中的植物灰烬中提取的。

一个钠电池可能比锂离子电池便宜得多(大约便宜30%)。与锂不同，钠是环保型的。许多公司一直致力于钠离子电池的商业化开发。少数人也通过改善储能能力、性能、安全性和可持续性等特性，成功地开发了钠离子电池。钠离子电池不易燃。唯一的主要影响将是它在工作性能方面与锂离子电池的差距。因此，大量的研究阻碍了全面的商2022世界杯决赛竞猜业化。

最近，信实以1.35亿美元收购了钠离子电池初创企业Faradion。这提高了电池在不久的将来商业化的可能性。钠轮已经开始运转了。其他几家公司也在开发钠离子电池，包括中国锂离子电池巨头宁德时代。宁德时代于2021年7月推出了首款钠离子电池，并计划于2023年开始商业化生产。随着锂不可用问题的日益严重和技术的发展，钠离子电池可能很快就会像现在的锂离子电池一样出现。

液态金属电池化学

突出了-低成本材料-液态钙合金阳极，熔盐电解质和由固体锑颗粒组成的阴极

Ambri公司是一家从麻省理工学院分拆出来的长期电池储能系统开发商。2021年下半年，Ambri获得了1.44亿美元的资金，用于推进其钙锑液态金属电池的化学研究。

的液态金属电池由液态钙合金阳极、熔盐电解质和由固体锑颗粒组成的阴极组成。因此，它涉及使用低成本的材料和在电池组装过程中较少的步骤。电池内的活性物质在充放电过程中合合和脱合。此外，电解质与电极在热力学上是稳定的。在电池放电时，负极被完全消耗。它还在每个周期进行改革。

电池技术已经引起了极大的关注。本轮1.44亿美元的投资对象包括信实工业有限公司旗下的信实新能源太阳能有限公司;鲍尔森公司(Paulson & Co. Inc.)，其中包括Ambri的最大股东比尔•盖茨(Bill Gates);以及新的投资者，包括Fortistar、Goehring & Rozencwajg Associates、日本能源基金等。

吸引企业界的重量级人物是该技术即将蓬勃发展的一个明显迹象。该公司计划将这些收益用于商业化和发展其长期系统技术。它的目标是在美国和国际上建立制造设施。在这方面，Ambri还与Perpetua Resources签订了长期锑供应协议。此外，这笔资金为Ambri在全球范围内扩大10兆瓦时至2千兆瓦时以上的项目提供了空间，为重大的工业商业化铺平了道路。