关于充电机充电无负极锂电池的冷知识都在这里了，信不信由你
2017-9-3 8:58:08 点击：
美国马萨诸塞州的一家公司SolidEnergy Systems表明，新研宣布一种“充电机充电无负极锂电池”，运用一种超薄到近乎没有金属负极和愈加安全的电解液，让手机续航和电动车的充电问题迎刃而解。值得一提的是，该公司于2013年获得了450万美元的A轮融资。
答复：@知乎 锂电槛内助哥淡定
定论一：充电机充电无负极锂电池是一个概念上的底子过错。
定论二：原新闻耍了一个文字游戏，其实就是把负极减薄，很薄很薄就等于“无负极”了吗？扯～
定论三：这个报道的充电机充电蓄电池运用的是具有严峻安全隐患的锂金属作负极，这早就被业界所扔掉。
作为搞锂电的，我对这种层出不群的忽悠真实有点出离愤恨了。%&$#@。。。现在静下心来说几句。
点击进入第一条新闻“能量爆棚！充电机充电无负极锂电池将面世”，看到的是什么，是文字游戏。“一种超薄到近乎没有金属负极”=”充电机充电无负极锂电池“吗？人不能够这么无耻，忽悠也要有点底线出点本钱。人家打磨摩托罗拉的芯片最起码还出付出了钳工师傅的汗水，特么现在现已到只用语文知识就能够搞充电机充电锂电池了。
我不知道是谁首要提出这个概念的，我也不想浪费时间去查找（狗屎需求一定要吃下才干尝出是狗屎吗？对不住我又激动了）。首要如果有人以为充电机充电蓄电池能够“无负极”，请回去学习中学化学的电化学内容。充电机充电蓄电池为什么非要有正极，为什么非要有负极呢？
是由于充电机充电蓄电池是储能装置，储能时把电能转化成电化学能贮存（充电进程），再把电化学能转化成电能（放电做功进程）。电化学能的贮存和转化其实是我们学过化学都能够了解的一个进程——氧化复原反响。放电时，电子通过外回路进入正极（电流流向负极,这是定义的电流方向），如此则正极资料被复原，与此一起充电机充电蓄电池内部为了平衡正极过多的负电荷，正离子（如锂离子，氢离子）必须进入正极；关于负极来说，放电时电子从负极资料释出进入外回路，负极资料被氧化，充电机充电蓄电池内部为了平衡负极过多的正电荷，正离子从负极脱出。充电的进程仅仅把这些反响逆过来进行就能够了。如下图
以上这个进程讲起来是很拗口，特别对那些对电化学不是很懂的同学。可是只需学过化学，就能够了解充电机充电蓄电池储能其实就是个氧化复原反响进程，能量的贮存和转化没有什么奇特，就来自于反响的自由能。所以有氧化就必须有复原，有失电子就有得电子，那么现在我们就能够了解了，为什么“充电机充电无负极锂电池”整个在概念上就是扯淡。没有负极了，那你把负极的氧化反响（放电时）扔到另一个平行空间了吗？这样仍是充电机充电蓄电池？如果谁真的牛B弄出个“充电机充电无负极锂电池”，大能够不必叫充电机充电蓄电池这么老土的姓名（从伏打就开端叫了，又老又土），作为一种全新概念的储能办法，那诺奖不搬给你搬给谁？
话说回来，看起来其实这帮MIT的人也不敢欺师灭祖，没有敢说他们弄出了一个“充电机充电无负极锂电池”，其实仅仅一个“负极很薄很薄的充电机充电蓄电池”，所以加个引号变成“充电机充电无负极锂电池了”。这是一个好思路啊，今后如果我们能做出很薄很薄的充电机充电蓄电池，我们就能够加个引号说我们的手机是“无充电机充电蓄电池手机”了对不？学着点吧。。
话再说回来，一看第一条新闻那个图我就笑了。solid energy的“充电机充电无负极锂电池”是啥？本来就是Li金属作负极+LiCoO2作正极的充电机充电蓄电池，仅仅把Li负极给做薄了。这种充电机充电蓄电池的构架和正负极资料不是10后，不是00后，不90后，也不是80后，是七十年代充电机充电锂电池刚诞生时（更准去一点说是钴酸锂刚被用作充电机充电蓄电池正极资料时）的姿态。
在这儿我要引证充电机充电蓄电池范畴内闻名的不忽悠大牛（留意这个定语，业界良知），加拿大Dalhousie大学的Jeff Dahn教授的一句话，Am I a dinosaur? 这是他在那个批判锂空气充电机充电蓄电池的闻名ppt里讲的，批判近几年一窝蜂涌入充电机充电蓄电池界、不在行也不调研、只知道炒概念、乃至不知道他们炒的概念早就被工业界实践证明没有出路还在像发现新大陆一样继续炒的人！这句话用在这儿真实太恰切了。为什么呢，容我渐渐道来。
锂金属是金属里边密度最小（最轻，如果不考虑氢“金属”），并且电极电势最低的金属。这也是为什么几十年前研讨固态充电机充电蓄电池时我们一会儿就首选了它。电极电势最低，所以是最抱负的负极资料（由于为了进步储能的能量密度，除了进步容量也要进步电压，当然选最低的负极）
几十年前的人一点也不笨，刚开端人家就选了锂作负极，所以开端（可充电）充电机充电蓄电池不叫充电机充电锂离子电池，叫充电机充电锂电池，由于负极用的是锂金属。工业界也做出了产品，如下图，加拿大的Moli公司出产的充电机充电蓄电池：
Li/MnO2 rechargeable cell, Moli Energy about 1989
但为什么后来我们都不必功能这么好的锂金属作负极了呢？两个字，安全！锂金属作负极一个丧命的问题就是安全，会焚烧会爆破。为什么呢？由于锂金属会与non-aqueous电解液反响，一般来说抱负的状况是这样的反响会在负极锂金属上生成一层passivation layer来阻挠锂金属的进一步反响。
但往往实践发作的状况会违背我们的幻想：充电的时分锂离子回到负极，没有老老实实变回“平平”的锂金属层，而是会堆积成一种叫“枝晶”的东西（下图），这种东西一旦构成，由于其外表自由能利于继续成长，所以每次充电就会滋长这些枝晶的长大，最终这种锂的奇葩就会刺破隔阂触摸正极——幻想一下如果充电机充电蓄电池内部连一根导线接通正极和负极是什么景象——没错，就是短路。有机电解液都是易燃物，今后的事我就不必再解说了。
下面看看加拿大Moli的凄惨故事：
Dec. 1988 - 2 Million Li/MoS2 cells in the field
(NEC laptop and NTT Cell phone)
- Spring 1989 - Li/MnO2 cell ready to go
- Spring 1989 - Safety incidents in the field
- Summer 1989 - We understand theproblems
- Summer 1989 - Complete recall of all phone
packs and Moli goes into receivership.
- Spring 1990 - NEC and Mitsui buy Moli.
就是由于这个该死的锂金属做负极。可是收买Moli的日本人，连续了他们一向一根筋轴到死不见棺材不落泪的精力，做了这些：
NEC and Mitsui insist on the "Confirmation Test“ when they purchase Moli in 1990.
500,000 cells made, each individually x-rayed for
manufacturing defects.
50,000 cell phone battery packs built and cycled
under low rate conditions. (Over 5000 chargers
built for the task.)
After 1.5 years of assembly and testing many
serious failures.
NEC and Mitsui decide to abandon Li metal cells
FOREVER.
（此部分悉数资料来自于Jeff Dahn教授吐槽锂空充电机充电蓄电池的闻名ppt，http://www.almaden.ibm.com/institute/2009/resources/2009/presentations/JeffDahn-AlmadenInstitute2009.pdf，版权归于Dahn教授）
的确敬服鬼子们，看看今日谁能为了Confirmation Test，做500,000 个cell，每一个用x射线扫defects. 再来50,000个的手机充电机充电蓄电池测验，整整搞1.5年，最终定论就是这个是好疼的坑（囧）。联想到于此一起索尼扔掉了锂金属，换成石墨做负极，整出来了充电机充电锂离子电池，占领了市场。。。NEC心里不知道怎样想的。。
所以，锂金属作负极在充电机充电蓄电池工业界是一个滑铁卢般经典的事例，现在每逢充电机充电蓄电池工业界的行内助（特别是鬼子们）听到有人忽悠锂空气、锂硫充电机充电蓄电池时，他们的嘴边都是扬起一丝残暴的浅笑。
锂空锂硫这些东西，且不说本身那一堆“极端具有应战性”的问题（其实有些说白了就是无解），他们的“巨大潜力和光明的未来”悉数根据这样一个假设，就是锂金属能够作负极（不然那些高容量高能量密度都是虚幻）。联络到我方才讲的那些，很多人就知道为啥能够定心呵呵了。
当然我的意思不是说这些范畴就没有价值了，并且很多人现在掉头回来开端大力研讨怎样才干解决锂金属作负极的一些问题。可是这个范畴的确应战绝大，需求打破，我觉得不是弄些纳米的玩意来各种维护（某坦闻名教授现已发文表明他们用纳米办法怎样怎样，我好像现已评估过了），应该在电解液方面下大功夫，找到稳定的电解液（有机大牛们好像对这一块不敢爱好，几十年了仍是用那一堆碳酸和醚）或固态电解液。只需锂负极有所打破，那么现在充电机充电蓄电池的功能立刻能上一个大台阶。
关于本题的“充电机充电无负极锂电池”，通过我这么一通怨言，我们大约应该了解了。其有用的仍是钴酸锂作正极（现在业界开端寻觅替代这个又贵且毒的东西，不过人家功能的确好），用锂金属作负极（开玩笑）的一个原始概念。并且这样一个东西，体积能量密度也不高，有人算过LiCoO2+石墨系统的体积能量密度是1450 Wh/L（根据最抱负的状况，Assume perfect, zero thickness separator），并且LiCoO2和石墨系统不管从安全、老练、产业化方面都更强。
Donald R. Sadoway 是MIT资料系闻名的教授，一直是在研讨金属液流充电机充电蓄电池。这个人很能说，演（hu）讲（you）能力超强，MIT最火课的老师之一，TED上有他关于自己液流充电机充电蓄电池的演讲我们自己去搜。由于他是冶金身世，所以自己喜欢介（chui）绍（xu）他的金属液流充电机充电蓄电池能够了解。他的社交能力超强，连比尔盖茨都对他感（bei）兴（hu）趣（you）。
他常常靠踩着锂电来兜销自己的概念。他那个液流充电机充电蓄电池嘛，他说用作大规模储能充电机充电蓄电池怎样怎样好，可是业界普遍的观点是：牛皮吹太大，功能并不怎样好。可是他毕竟是MIT的教授，我不知道他对这个“充电机充电无负极锂电池”的概念什么奉献，最起码那个液流充电机充电蓄电池比这个靠谱一万倍。
油价又降了，看来我们这些搞新能源动力的日子又要欠好过了。
答复：@知乎 锂电槛内助哥淡定
定论一：充电机充电无负极锂电池是一个概念上的底子过错。
定论二：原新闻耍了一个文字游戏，其实就是把负极减薄，很薄很薄就等于“无负极”了吗？扯～
定论三：这个报道的充电机充电蓄电池运用的是具有严峻安全隐患的锂金属作负极，这早就被业界所扔掉。
作为搞锂电的，我对这种层出不群的忽悠真实有点出离愤恨了。%&$#@。。。现在静下心来说几句。
点击进入第一条新闻“能量爆棚！充电机充电无负极锂电池将面世”，看到的是什么，是文字游戏。“一种超薄到近乎没有金属负极”=”充电机充电无负极锂电池“吗？人不能够这么无耻，忽悠也要有点底线出点本钱。人家打磨摩托罗拉的芯片最起码还出付出了钳工师傅的汗水，特么现在现已到只用语文知识就能够搞充电机充电锂电池了。
我不知道是谁首要提出这个概念的，我也不想浪费时间去查找（狗屎需求一定要吃下才干尝出是狗屎吗？对不住我又激动了）。首要如果有人以为充电机充电蓄电池能够“无负极”，请回去学习中学化学的电化学内容。充电机充电蓄电池为什么非要有正极，为什么非要有负极呢？
是由于充电机充电蓄电池是储能装置，储能时把电能转化成电化学能贮存（充电进程），再把电化学能转化成电能（放电做功进程）。电化学能的贮存和转化其实是我们学过化学都能够了解的一个进程——氧化复原反响。放电时，电子通过外回路进入正极（电流流向负极,这是定义的电流方向），如此则正极资料被复原，与此一起充电机充电蓄电池内部为了平衡正极过多的负电荷，正离子（如锂离子，氢离子）必须进入正极；关于负极来说，放电时电子从负极资料释出进入外回路，负极资料被氧化，充电机充电蓄电池内部为了平衡负极过多的正电荷，正离子从负极脱出。充电的进程仅仅把这些反响逆过来进行就能够了。如下图
以上这个进程讲起来是很拗口，特别对那些对电化学不是很懂的同学。可是只需学过化学，就能够了解充电机充电蓄电池储能其实就是个氧化复原反响进程，能量的贮存和转化没有什么奇特，就来自于反响的自由能。所以有氧化就必须有复原，有失电子就有得电子，那么现在我们就能够了解了，为什么“充电机充电无负极锂电池”整个在概念上就是扯淡。没有负极了，那你把负极的氧化反响（放电时）扔到另一个平行空间了吗？这样仍是充电机充电蓄电池？如果谁真的牛B弄出个“充电机充电无负极锂电池”，大能够不必叫充电机充电蓄电池这么老土的姓名（从伏打就开端叫了，又老又土），作为一种全新概念的储能办法，那诺奖不搬给你搬给谁？
话说回来，看起来其实这帮MIT的人也不敢欺师灭祖，没有敢说他们弄出了一个“充电机充电无负极锂电池”，其实仅仅一个“负极很薄很薄的充电机充电蓄电池”，所以加个引号变成“充电机充电无负极锂电池了”。这是一个好思路啊，今后如果我们能做出很薄很薄的充电机充电蓄电池，我们就能够加个引号说我们的手机是“无充电机充电蓄电池手机”了对不？学着点吧。。
话再说回来，一看第一条新闻那个图我就笑了。solid energy的“充电机充电无负极锂电池”是啥？本来就是Li金属作负极+LiCoO2作正极的充电机充电蓄电池，仅仅把Li负极给做薄了。这种充电机充电蓄电池的构架和正负极资料不是10后，不是00后，不90后，也不是80后，是七十年代充电机充电锂电池刚诞生时（更准去一点说是钴酸锂刚被用作充电机充电蓄电池正极资料时）的姿态。
在这儿我要引证充电机充电蓄电池范畴内闻名的不忽悠大牛（留意这个定语，业界良知），加拿大Dalhousie大学的Jeff Dahn教授的一句话，Am I a dinosaur? 这是他在那个批判锂空气充电机充电蓄电池的闻名ppt里讲的，批判近几年一窝蜂涌入充电机充电蓄电池界、不在行也不调研、只知道炒概念、乃至不知道他们炒的概念早就被工业界实践证明没有出路还在像发现新大陆一样继续炒的人！这句话用在这儿真实太恰切了。为什么呢，容我渐渐道来。
锂金属是金属里边密度最小（最轻，如果不考虑氢“金属”），并且电极电势最低的金属。这也是为什么几十年前研讨固态充电机充电蓄电池时我们一会儿就首选了它。电极电势最低，所以是最抱负的负极资料（由于为了进步储能的能量密度，除了进步容量也要进步电压，当然选最低的负极）
几十年前的人一点也不笨，刚开端人家就选了锂作负极，所以开端（可充电）充电机充电蓄电池不叫充电机充电锂离子电池，叫充电机充电锂电池，由于负极用的是锂金属。工业界也做出了产品，如下图，加拿大的Moli公司出产的充电机充电蓄电池：
Li/MnO2 rechargeable cell, Moli Energy about 1989
但为什么后来我们都不必功能这么好的锂金属作负极了呢？两个字，安全！锂金属作负极一个丧命的问题就是安全，会焚烧会爆破。为什么呢？由于锂金属会与non-aqueous电解液反响，一般来说抱负的状况是这样的反响会在负极锂金属上生成一层passivation layer来阻挠锂金属的进一步反响。
但往往实践发作的状况会违背我们的幻想：充电的时分锂离子回到负极，没有老老实实变回“平平”的锂金属层，而是会堆积成一种叫“枝晶”的东西（下图），这种东西一旦构成，由于其外表自由能利于继续成长，所以每次充电就会滋长这些枝晶的长大，最终这种锂的奇葩就会刺破隔阂触摸正极——幻想一下如果充电机充电蓄电池内部连一根导线接通正极和负极是什么景象——没错，就是短路。有机电解液都是易燃物，今后的事我就不必再解说了。
下面看看加拿大Moli的凄惨故事：
Dec. 1988 - 2 Million Li/MoS2 cells in the field
(NEC laptop and NTT Cell phone)
- Spring 1989 - Li/MnO2 cell ready to go
- Spring 1989 - Safety incidents in the field
- Summer 1989 - We understand theproblems
- Summer 1989 - Complete recall of all phone
packs and Moli goes into receivership.
- Spring 1990 - NEC and Mitsui buy Moli.
就是由于这个该死的锂金属做负极。可是收买Moli的日本人，连续了他们一向一根筋轴到死不见棺材不落泪的精力，做了这些：
NEC and Mitsui insist on the "Confirmation Test“ when they purchase Moli in 1990.
500,000 cells made, each individually x-rayed for
manufacturing defects.
50,000 cell phone battery packs built and cycled
under low rate conditions. (Over 5000 chargers
built for the task.)
After 1.5 years of assembly and testing many
serious failures.
NEC and Mitsui decide to abandon Li metal cells
FOREVER.
（此部分悉数资料来自于Jeff Dahn教授吐槽锂空充电机充电蓄电池的闻名ppt，http://www.almaden.ibm.com/institute/2009/resources/2009/presentations/JeffDahn-AlmadenInstitute2009.pdf，版权归于Dahn教授）
的确敬服鬼子们，看看今日谁能为了Confirmation Test，做500,000 个cell，每一个用x射线扫defects. 再来50,000个的手机充电机充电蓄电池测验，整整搞1.5年，最终定论就是这个是好疼的坑（囧）。联想到于此一起索尼扔掉了锂金属，换成石墨做负极，整出来了充电机充电锂离子电池，占领了市场。。。NEC心里不知道怎样想的。。
所以，锂金属作负极在充电机充电蓄电池工业界是一个滑铁卢般经典的事例，现在每逢充电机充电蓄电池工业界的行内助（特别是鬼子们）听到有人忽悠锂空气、锂硫充电机充电蓄电池时，他们的嘴边都是扬起一丝残暴的浅笑。
锂空锂硫这些东西，且不说本身那一堆“极端具有应战性”的问题（其实有些说白了就是无解），他们的“巨大潜力和光明的未来”悉数根据这样一个假设，就是锂金属能够作负极（不然那些高容量高能量密度都是虚幻）。联络到我方才讲的那些，很多人就知道为啥能够定心呵呵了。
当然我的意思不是说这些范畴就没有价值了，并且很多人现在掉头回来开端大力研讨怎样才干解决锂金属作负极的一些问题。可是这个范畴的确应战绝大，需求打破，我觉得不是弄些纳米的玩意来各种维护（某坦闻名教授现已发文表明他们用纳米办法怎样怎样，我好像现已评估过了），应该在电解液方面下大功夫，找到稳定的电解液（有机大牛们好像对这一块不敢爱好，几十年了仍是用那一堆碳酸和醚）或固态电解液。只需锂负极有所打破，那么现在充电机充电蓄电池的功能立刻能上一个大台阶。
关于本题的“充电机充电无负极锂电池”，通过我这么一通怨言，我们大约应该了解了。其有用的仍是钴酸锂作正极（现在业界开端寻觅替代这个又贵且毒的东西，不过人家功能的确好），用锂金属作负极（开玩笑）的一个原始概念。并且这样一个东西，体积能量密度也不高，有人算过LiCoO2+石墨系统的体积能量密度是1450 Wh/L（根据最抱负的状况，Assume perfect, zero thickness separator），并且LiCoO2和石墨系统不管从安全、老练、产业化方面都更强。
Donald R. Sadoway 是MIT资料系闻名的教授，一直是在研讨金属液流充电机充电蓄电池。这个人很能说，演（hu）讲（you）能力超强，MIT最火课的老师之一，TED上有他关于自己液流充电机充电蓄电池的演讲我们自己去搜。由于他是冶金身世，所以自己喜欢介（chui）绍（xu）他的金属液流充电机充电蓄电池能够了解。他的社交能力超强，连比尔盖茨都对他感（bei）兴（hu）趣（you）。
他常常靠踩着锂电来兜销自己的概念。他那个液流充电机充电蓄电池嘛，他说用作大规模储能充电机充电蓄电池怎样怎样好，可是业界普遍的观点是：牛皮吹太大，功能并不怎样好。可是他毕竟是MIT的教授，我不知道他对这个“充电机充电无负极锂电池”的概念什么奉献，最起码那个液流充电机充电蓄电池比这个靠谱一万倍。
油价又降了，看来我们这些搞新能源动力的日子又要欠好过了。
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