能量儲存技術的進步總是讓人感到興奮，現階段影響電池功率的最大挑戰和限制因素之一，就是用于制造電極的設計和材料具有較低的熱傳導和電傳導性能，以及在充電過程中所産生的不良機械行為。此外，這些材料還很容易被分解。例如，在锂離子電池中枝晶的産生會直接影響電池的安全和壽命。那麼，有沒有一種技術可以讓電極更加穩定，讓使用壽命更加長久，可以兼容不同類型的電池呢？

電池

法國初創公司那瓦科技(Nawa technology)宣稱自己制造出了一種“超級”電極，它不僅可以縮短充電時間，還可以将電池功率提升10倍左右，将電池容量提升3倍，将電池壽命提升5倍，那瓦科技以生産“超級”電容器而聞名，而這種電極則使用了相似的技術，它可以被用在锂離子電池中，來提高純電汽車的行駛性能。其實，這項技術的關鍵就是活性物質在電極中的保存方式，以及離子傳遞電荷的路徑。傳統的活性炭電極是由粉末、添加劑以及粘合劑制成的，通常情況下它們被雜亂無章地粘在一起，也正因如此，帶電粒子常以無規則、無順序的路徑到達用電器，而且它們經常會阻塞線路。

傳統電極示意圖

相反，那瓦科技的電極是一種垂直排列的碳納米管結構，它看上去就像是一把毛刷，有很多個高導電納米管從中伸出，它們聚集在一起就行成了微小而牢固的電極。然後，再在這些電極表面塗上活性材料，不要小看了這一點改變，它會讓離子的運動速度成倍的增長，也就是說，在锂材料中 現在它隻需要移動幾納米，而并非過去需要橫穿整個平面電極，這将有效提高功率密度，從而加強電池的快速充電能力。

這意味着新技術電池的電量将會比之前提高10倍左右，而充電時間也将會相應地縮短。根據那瓦科技的數據，在配備配套充電基礎設施的情況下，5分鐘内就可以将電池從0充電至80%，這對于電動汽車來說無疑是一次飛躍，由于這些超輕納米管之間并不存在間隙，所以并不需要粘合劑跟添加劑，這就使得新型電池的重量更輕，結構也更加簡單。不僅能量密度會提高2-3倍，電池性能以及使用壽命也将得到大幅度提升。想成為這樣一塊優秀的電池必須滿足多種條件，其中，最主要的因素之一就是優良的電導率和熱導率，而這正是這種新型碳材料所具有的顯著特點。

碳納米管跟石墨烯電極對比示意圖

那麼，這種材料到底貴不貴？是不是真的适合市場化的批量生産呢？其實新型電極的生産，跟在光伏闆内安裝抗反射塗層的成本大緻相同，所以，如果一旦量産将會給傳統電極帶來極大的沖擊，在未來的若幹年内，垂直排列納米管的增長速度将會是非常迅速的。總的來說，納米碳管電極技術相對中性，兼容性也很強，它不僅可以被用在像圓柱形或扁平的不同外形的電池中，還可以用于像锂、矽、鎳、鎂、钴和硫等不同化學活性材料的專業電池中。

除此之外，它還解決了在某些電池中的化學物質無法發揮其全部潛能的問題。我們都知道，矽基電池的能量密度大概是锂離子電池的2倍，但是在充電的時候，其中的活性材料會膨脹到原始尺寸的4倍，在放電過程中又會急劇收縮，最終導緻電池破裂。碳納米管有着更大的空間以及更堅固的框架，高強度可以避免由于發生膨脹而被破壞，在矽基電池中可以把納米碳管看作是一個導電碳殼，将它固定在一個适當的位置上，就可以有效避免電池極具膨脹和收縮情況的發生。如果成功，矽基電池也許會重回巅峰，它的能量密度将再翻一倍，幾乎是锂離子電池的6倍。同時，因為減少了稀有金屬的使用，它的價格也将會大幅度降低。

幾種不同材料電極屬性參數對比

那瓦科技預計在2022年底或2023年初，這種高密度産品的簡易版本可能會上市銷售。2023年後，完全功能版将跟大家見面。不過，我倒是對它的上市時間持保留态度，納米碳管電極技術想要得到更好的發展，就必須依托于锂硫、锂矽或者是更加先進的NMC材料電池制造商，如果确定要更換電極，電池制造商就需要對多種工藝進行重大調整，畢竟想不增加額外成本又想提升電池性能，那就隻能從原有的生産設備上下功夫了。更高的功率密度不僅會對電動汽車、電動摩托車以及電動自行車等地面運輸工具産生革命性的影響，甚至連電氣航空領域也會發生巨大的飛躍。

那麼你覺得這種“納米碳管電極電池”會取代重量大、能量密度低以及充放電時間緩慢的锂電池嗎？

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!