3倍密度10倍性能，研究开发新型锂电池

文/陈根

在以电能为代表的新能源日渐推广的背景下，电池技术的开发则受到了广泛关注。

近日，法国 Nawa Technologies 公司表示，其已经研发出了一种新型电极设计，有望从根本上提升现有和未来电池的化学性能。其中，除了高达 3 倍的能量密度、10 倍的性能，它还具有更快的充电速度、高达 5 倍的电池寿命、以及相当不错的成本效益。

具体来说，一方面，该研究将重点放在电极中活性物质的保持方式，以及离子传递电荷时的行进路线。

以当前典型的活性碳电极为例，其主要由粉末、添加剂和粘合剂混合而成。在使用碳纳米管的情况下，其通常以“缠结的意大利面”的形式粘在上面，从而为载流离子提供了一个随机、混乱、且经常被阻塞的路径（在负载下流向集电器）。

另一方面，Nawa垂直排列的碳纳米管创造了一个更像毛刷的阳极或阴极结构，每平方厘米就有1000亿个笔直的高导电纳米管伸出。其结果则是离子的平均自由程（电荷进出电池所需的距离）急剧缩短，因为每一滴锂都或多或少地直接连接到纳米管上，纳米管充当了直线高速公路和集电器的一部分。

这意味着，从根本上提高了功率密度（电池提供快速充电和放电速率的能力）包括更小的电池可以输出10倍多的功率，而且这些电池的充电时间也可以大幅缩短。

此外，由于超轻量的纳米管支架和较少外来的粘合剂和添加剂材料存在间隙，含有一定量活性材料的电池可以变得更轻、更紧凑。能量密度，无论是重量还是体积，都可以跳跃2-3倍。

目前，该公司已经通过了试点，并且有了一个完整的生产单元，为其超级电容器设备提供垂直排列的碳纳米管。当然，电极技术依旧有未知等待探索，但这项研究对于电池技术来说无疑具有重要意义。