无负极锂金属电池：迎来行业首个团体标准

2024年10月8日，中关村标准化协会正式公布了电池行业首个无负极锂金属电池团体标准。该标准由中关村标准化协会技术委员会提出并归口，由金羽新能、北京大学、南方科技大学、中电投融和新能源、华能清洁能源研究院等单位联合起草。

据介绍，该标准对无负极锂金属电池及电池组的术语与定义、测试条件、电性能要求、电气安全要求、环境安全要求、测试方法、质量评定、标识、包装、运输与储存等内容进行了规范性定义。标准的出台填补了电池行业在无负极锂金属电池管理标准上的空白，发挥了企业、高校在行业中的示范作用，有助于加强无负极电池这一新兴品类的监管和规范水平、推动电池行业高质量发展。

什么是无负极锂金属电池？

无负极锂金属电池是一种新型的电池技术，相对于传统锂离子电池，其设计旨在提高能量密度和电池性能。在这种电池中，锂金属在充电过程中会沉积在阳极上，而在放电过程中会被消耗掉。

具体来说，锂的来源可以分为以下几个方面：

①电解质中的锂离子：在无负极锂金属电池中，电解质中含有锂盐（如LiPF₆、LiBF₄等），这些盐在溶解于溶剂中后会释放出锂离子。在电池充电过程中，锂离子会在负极（通常是铜箔）上沉积，形成锂金属层。

②正极材料中的锂：电池的正极通常是由锂化合物（如LiCoO₂、LiFePO₄等）构成，这些材料在充放电过程中会释放和吸收锂离子。在放电过程中，锂离子从正极材料中脱出，通过电解质移动到负极，并在负极上沉积形成锂金属层。

在充电过程中，锂离子在负极铜集流体表面与电子结合，沉积一层锂金属；在放电过程中，沉积在负极铜集流体上的锂金属发生溶解，重新回到正极当中，如此反复。

无负极锂金属电池好在哪？

M. Stanley Whittingham在20世纪70年代使用锂金属作为负极材料，但由于其容易形成枝晶而存在高安全风险，以及Akira Yoshino在1983年发现的嵌入式负极，锂金属负极的商业化失败，碳基负极材料占据主导地位。

然而，随着电动汽车的高速发展，对更高功率密度和更快充电速度电池的需求急剧上升，而碳基负极材料很难进一步突破。相比之下，无负极锂金属电池取消了金属电池中的传统负极组件，有望实现一种突破性的储能方法。无负极锂金属电池与传统的锂金属离子电池相比，具有实现显著更高能量密度的前景，这种增加的能量密度可以转化为更持久和更强大的能量存储解决方案，适用于从消费电子产品到电动汽车的各种应用。

此外，无负极简化了电池结构，潜在地降低了制造成本，并使这些电池在更大规模制造上更经济可行，最终不仅可以降低成本，还可以降低制造过程中的能耗，从而减少对环境的影响。

金羽新能无负极锂金属电池

作为此次标准的牵头单位，金羽新能是工信部锂离子电池安全标准工作组成员、锂金属电池行业总规范的制定者，国家十三五科技创新成就展参展企业。

金羽新能由北京大学等高校青年博士团队创立的科技创新企业，在固态电池研发和产业化领域处于领先地位，为国家“专精特新”小巨人企业、“科创中国”国家固态电池产业化协同创新基地，获得国电投中电投融和资产、九智资本、北京大学科技成果转化基金等多轮融资。

在无负极锂金属电池领域，今年1月份，金羽新能宣布，在一代锂金属电池产品交付客户的基础上，开发了二代无负极锂金属电池产品。代表型号容量为15Ah，质量能量密度超过420Wh/kg，体积能量密度超过1100Wh/L。

2月18日，金羽新能宣布，公司在已交付首批次无人机用无负极电池商业订单后，与欧洲某客户持续开展无负极电池在新场景的应用探索。经过客户持续测试，产品能量密度（>460Wh/Kg）、体积能量密度、循环稳定性等均达到或超过预期。

8月16日，金羽新能还推出“无际”系列准固态无负极电池。该系列电池通过无负极（无阳极）技术提高了安全性和可制造性，同时减少了生产工序和成本。这种技术还显著降低了电池的体积和重量，提高了能量密度。此外，通过采用高强度一体化固态电解质复合隔膜和固液界面技术，电池的安全性能得到了提升。

参考来源：

《无负极锂金属电池及电池组》中关村标准发布.金羽新能

Anode-free post-Li metal batteries.Mater. Horiz., 2024. (DOI:10.1039/d4mh00529e)

中关村标准化协会、金羽新能官网、官微、网络公开信息等

注：图片非商业用途，存在侵权告知删除！

本文地址：http://libattery.net/news/details2451.html