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华为正集中火力突破电池瓶颈技术,若成功,将反过来卡住美国脖子
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日期:2021-01-01 21:16:57来源:物联中国 点击:505
核心提示:近日,华为的一项锂电池相关专利获得通过,该专利的名字为 "一种锂离子电池用导电粘结剂及其制备方法、锂离子电池电极极片及制备方法和锂离子电池"。据了解,现在传统的锂电池为了提高能量密度,一般会将石墨负极材料替代为硅等合金材料,但这样做有一个弊端,硅在循环过程中会发生体积膨胀,从而脱落,这就会导致...

近日,华为的一项锂电池相关专利获得通过,该专利的名字为 "一种锂离子电池用导电粘结剂及其制备方法、锂离子电池电极极片及制备方法和锂离子电池"。

据了解,现在传统的锂电池为了提高能量密度,一般会将石墨负极材料替代为硅等合金材料,但这样做有一个弊端,硅在循环过程中会发生体积膨胀,从而脱落,这就会导致电池寿命迅速衰减。

而根据华为这项新专利,通过新型导电粘合剂,可以束缚硅颗粒,将粘合剂与导电剂合二为一。当硅颗粒嵌锂大幅膨胀时,粘结剂高分子链伸展;当硅颗粒脱锂收缩时,粘结剂高分子链再次缠绕收缩,使得石墨烯与硅始终保持接触。

专利说明中表示:"本发明实施例制备得到的锂离子电池用导电粘结剂可以有效缓冲充放电过程中活性材料的体积变化带来的负面影响,提高电池的循环特性,且该锂离子电池用导电粘结剂同时作为导电剂和粘结剂,可提高正负极嵌锂活性物质含量,进而提升电芯能量密度。"

简单来说,通过华为这种技术可以使得锂电池的容量和寿命得到非常大的提升!

众所周知,电池当前已经成为了智能电子设备的一大瓶颈,如今我们经常会关注芯片的发展,认为摩尔定律即将走到尽头,芯片未来的发展将举步维艰,但事实上,过去几十年间,芯片的发展可以说异常迅猛,性能提升何止千百倍!相比之下,电池的发展就显得非常缓慢,甚至已经有相当一段时间停滞不前了。

电池性能的"落伍"极大地制约了智能电子设备的发展,比如,智能手机,如今的智能手机的电池基本上都坚持不了一天,日常生活中找充电器成为了惯常,甚至还催生了一个特殊的行业——充电宝出租!这一切我们看来似乎很寻常,但这本该不是如此的。

你能想象你的手机充一次电能够坚持3个月吗?今天的你肯定不敢想象,但是我们小时候就是这样的,往收音机、MP3里塞几节电池,然后就能用一两个月。如果电池技术如芯片技术一样的发展速度,我们今天的智能手机是可以"充电一次,续航三个月"。

为什么电池技术的发展停滞不前了呢?有以下几个方面的因素,一个是"安全",一个是"材料",还有一个是"平衡"。

先谈安全,其实提升电池容量很简单,要么增加电池体积,要么提升电池能量密度。由于如今的电子设备都追求轻薄,所以留给电池的空间本来就不大,那我们能不能提升电池的能量密度呢?能是能,但这是一件风险系数极高的事情。

电池能量密度增加的风险主要有这几个方面,一个是手机从结构上来说是一个很理想的爆炸体,另一个是提升能量密度过程中的工艺更改带来的不确定性。学理科的同学都知道爆炸的原因就是能量聚集在一个密闭的空间内扩散不出去,所以手机是一个很典型的"爆炸体",尤其是金属手机。

爆炸的威力就跟电池的容量有关,所以电池能量密度越高的话,在手机这个小空间内,爆炸的威力就越大;还有一些问题不是电池能量密度本身的,而是厂商为了追求电池能量密度,会适当地更改电池的制作工艺,这些更改可能引进一些安全问题。

那么"材料"和"平衡"呢?电池的能量密度提升遇到了很大的困难,除非换掉电池的材料,我们现在所使用的锂电池的能量密度基本短期内已经很难有重大发展了。平衡的话要从好几个方面说起,一个是充电速度,现在我们 3400mAh 的电池采用了 4A 的适配器充电,这已经很高了,再往上提高充电电流的话,电池就会发热,但是现在手机机身发热也是一个很严重的问题。如果想降低电池的发热,又得降低电池的内阻,但是降低内阻就需要加宽或加厚导体,这就会导致电池能量密度也降低了,这就成了一个矛盾体。

那如果增大电池体积呢?前面说过,这样的话机身厚度、大小又有可能增加很多,对于现在追求"手感""纤薄"的用户来说,似乎也是行不通的。

所以电池发展遇到的瓶颈不是说某一方面做不到,而是要同时兼顾到这几个因素:电池能量密度、充电速度、安全性、体积,这几个是一个平衡体。强制去提高某一项肯定可以做到,比如说单纯只提升电池能量密度,但是提高了就会下降另外一项,不可能所有都追求完美,只能取一个平衡点,这就是困难之处。

为了解决电池的问题,很多技术巨头都砸重金去投入研发,比如特斯拉、比如诺基亚,一旦电池技术取得突破,获益的绝对不仅仅是智能手机,而是所有跟电池相关的产品,比如,电动汽车,甚至未来飞机都可能是靠电去驱动的。

近年来华为在石墨烯领域的投入正在不断提升,为什么会如此重视石墨烯呢,因为它是目前世界上唯一的二维材料,厚度只有一个碳原子,但强度是钢的300倍,而且具有柔韧性,是近乎完美的半导体材料,有助于手机厂商造出更完美的手机。

从2012年开始华为就着手研究石墨烯材料了,场景涵盖电池、传感器、散热、光学等,所以从华为Mate 7开始到现在,华为旗下的众多旗舰手机都采用了石墨烯冷却方案。

不过相比石墨烯散热,很多人更关心的问题还是石墨烯电池,目前市面上并没有成熟的石墨烯电池方案,如果华为能在这上面取得突破,那无疑将开辟一个全新的赛道,乐观地想,到时候华为很可能成为制霸全球的电池巨头,如果真有这一天,华为就将反过来卡住美国人的脖子!

内容来源:搜狐科技

出处:物联中国
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