備受矚目的TSLA電池日臨近，此前TSLACEO馬斯克在2019年第四季度財報電話會議上宣布，公司計劃在四月中旬舉辦電池日活動，屆時將準(zhǔn)備講述一些可以令人大吃一驚的事情。據(jù)此前媒體報道，今年電池日TSLA或?qū)⒅魍芃axwell的干電極技術(shù)，那么這個技術(shù)有何過人之處，TSLA在自研電池的道路上都做了什么努力呢?本文一起來探討。

首先讓我們來簡單回顧一下TSLA在動力鋰電池供應(yīng)商方面的變化動作。

●TSLA自成立以來，其動力鋰電池一直都是由日本松下供應(yīng)的圓柱形電池。不過TSLA和松下多年來的合作隨著產(chǎn)量新增，在產(chǎn)量以及價格方面二者分歧新增，導(dǎo)致矛盾激化。TSLA也越來越意識到把握動力鋰電池核心技術(shù)的緊迫性。

●2019年十月，TSLA宣布和LG化學(xué)合作，LG化學(xué)南京廠將向TSLA我國廠供應(yīng)圓柱21700型電池，打破了日本松下獨(dú)家供應(yīng)商的地位。

●2020年二月，我國動力鋰電池巨頭CATL也正式納入了TSLA的電池供應(yīng)體系。保價協(xié)議期限為2020年七月一日至2022年六月三十日。這也意味著至此，TSLA在全球范圍內(nèi)共有三家動力鋰電池供應(yīng)商。

●不過TSLA也一直沒放棄自研電池的道路，在2019年TSLA先后收購了Maxwell電池技術(shù)公司、加拿大電池制造商HibarSystems，用來自主研發(fā)動力鋰電池。

結(jié)合Maxwell的優(yōu)勢，未來TSLA自研電池很可能朝著半固態(tài)電池邁出一大步，假如干電極技術(shù)以及超級電容能夠在短時間內(nèi)量產(chǎn)應(yīng)用，那么這無疑會對現(xiàn)有的新能源動力鋰電池格局形成較大沖擊，具體究竟如何，還需我們靜靜等待今年的電池日。

[Maxwell的超級電容和干電極]

據(jù)悉，TSLA去年收購的Maxwell是全球第一的超級電容器制造商，在超級電容、干電極等領(lǐng)域有著技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。而基于Maxwell的這兩大技術(shù)優(yōu)勢，則帶給我們無限幻想，另外馬斯克所說的將在電池日宣布令人大吃一驚的事情，不知是否意味著在關(guān)鍵電池技術(shù)上有所突破，這也讓我們對此次的電池日有兩大期待。

期待一：干電極技術(shù)突破

提到干電極技術(shù)，首先我們先要了解目前電池電芯內(nèi)部是什么樣的。

目前的電池電芯為涂抹正負(fù)極材料的極片中部加入隔離膜，再注入電解液形成電芯單體。而干電極則是通過在鋰電池的電解液中加入少量(約5-8%)細(xì)粉狀粘合劑(PTFE)，和正極、負(fù)極材料粉末混合，通過擠壓機(jī)擠壓形成薄的電極材料，圍繞在電極周圍的這部分電極材料就類似是口香糖似的膠狀物。此時電芯內(nèi)固態(tài)材料新增，電解液容量減少，這就相當(dāng)于固態(tài)電池的初級階段，從而達(dá)到提升能量密度、電池活性，以及實(shí)現(xiàn)無鈷的減低成本目標(biāo)。

事實(shí)上干電極并不算是新技術(shù)，已經(jīng)過多年發(fā)展。干電極技術(shù)可以簡化動力鋰電池工藝，節(jié)約電池空間，極大提升電池的能量密度。同時有業(yè)內(nèi)人士指出，干電極技術(shù)以下4點(diǎn)優(yōu)勢：

1、電極壓實(shí)密度更高有利于負(fù)極補(bǔ)鋰;

2、可以更容易使用超高鎳正極材料;

3、成本更低;

4、可以適用于下一代材料體系，包括固態(tài)電池。

而我們目前使用的鋰電池會有壽命問題，重要是因?yàn)楣虘B(tài)的電極浸泡在液態(tài)的電解液中，固液接口經(jīng)過多次充放電循環(huán)，會逐漸出現(xiàn)結(jié)晶等結(jié)構(gòu)問題，最終造成電池效能下降甚至短路，同時電解液本身有毒性，更加有污染環(huán)境的問題。而干電極技術(shù)排除了固液接口，因此可改善電池的效能表現(xiàn)，大幅提升壽命和安全性，降低成本。

假如TSLA以及Maxwell在干電極技術(shù)方面做出了某種突破，那么意味著其電池電芯技術(shù)將領(lǐng)先市場一個代際，在能量密度、成本、安全性、電池包體積等方面都將獲得突破，也代表它距離未來全固態(tài)電池的開發(fā)和應(yīng)用更進(jìn)一步。

期待二：超級電容技術(shù)能否應(yīng)用于動力鋰電池

超級電容又稱為雙電層電容器，它類似普通電容器和電池的混合體，但又不同于兩者。如同電池相同，超級電容器也具有由電解質(zhì)隔開的正極和負(fù)極。但是和電池不同的是，超級電容器像電容器相同以靜電的方式儲存能量，而不是像電池那樣以化學(xué)的方式儲存能量。

超級電容器同樣也有一個介質(zhì)分離器來分離電解質(zhì)，就像電容器相同。這種內(nèi)部的電池結(jié)構(gòu)使得超級電容器具有很高的能量存儲密度，特別是和普通電容器相比。

超級電容器的優(yōu)點(diǎn)是功率密度高，并且充放電遠(yuǎn)比電池的化學(xué)反應(yīng)快速，能實(shí)現(xiàn)快速的充放電，在無數(shù)充放電循環(huán)后也不像鋰電池會出現(xiàn)效能衰退以及析鋰現(xiàn)象，因?yàn)楫?dāng)電荷存儲在它們內(nèi)部時，不會發(fā)生物理或化學(xué)變化。而且因?yàn)槭俏锢韮δ埽圆恍钃?dān)心溫度過高過低影響化學(xué)反應(yīng)，因此在極端溫度下仍能確保電池性能的穩(wěn)定性和可靠性。

根據(jù)公開信息顯示，Maxwell電極能使能量密度超過300Wh/kg，較TSLA當(dāng)前使用的電池高出了20%-40%。按照其規(guī)劃在2020年左右可以實(shí)現(xiàn)385Wh/kg的能量密度，到2027年可達(dá)到500Wh/kg。轉(zhuǎn)換到實(shí)際續(xù)航里程，未來TSLA單次續(xù)航便可輕松突破1000km。而目前，Maxwell生產(chǎn)的超級電容器重要應(yīng)用在我們熟悉的自動啟停技術(shù)上，它能幫助車子極大減緩啟停震動，提升舒適性。

綜合超級電容上述優(yōu)點(diǎn)，假如應(yīng)用到純電動汽車當(dāng)中，將會掃除許多目前限制純電動汽車發(fā)展的障礙。比如充放電迅速的特性可以極大提升能源補(bǔ)充的速度;無數(shù)循環(huán)放電衰退少將讓電池壽命提升兩倍以上;物理儲能則極大提升性能穩(wěn)定性，降低自燃風(fēng)險，減少冬季續(xù)航衰減和夏季溫度過高的可能性;功率密度高則可以減少動力鋰電池體積，并降低10%-20%的成本。

由此看來，超級電容很可能是幫助純電動汽車代替燃油車的一大利器。不過既然它這么優(yōu)秀，為何沒有大范圍應(yīng)用呢?

因?yàn)槌夒娙荽嬖谝粋€致命缺點(diǎn)，就是能量密度仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰電池。所以短時間來看，超級電容不大可能成為電動汽車重要儲能技術(shù)，這會導(dǎo)致電動汽車?yán)m(xù)航力嚴(yán)重不足。不了解TSLA電池日是否會在超級電容方面給到我們什么驚喜。

不過也有業(yè)內(nèi)人士猜測，根據(jù)超級電容的特性，假如采用超級電容搭配鋰電池的復(fù)合組合系統(tǒng)，便可以擷取雙方優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)勢互補(bǔ)。即利用超級電容為瞬間大功率輸出供應(yīng)動力，或是為剎車動能回收進(jìn)行瞬間吸能回電，輔以鋰電池為重要動力來源，解決續(xù)航能力的短板。所以從理論上看，將超級電容應(yīng)用在純電動汽車是可以實(shí)現(xiàn)的。

不過這只是一個推斷，具體TSLA以及Maxwell會如何應(yīng)用還要我們靜觀其變。假如真能解決能量密度的問題，那么這無疑又幫助TSLA邁出重大一步。

[一種全新的電池組制造方法?]

此外除了Maxwell的兩項絕技有外媒透露，TSLA或?qū)⒐?yīng)一種全新的電池組制造方法。

TSLA的新方法將把制造電芯以及整合成電池組兩個制造過程合二為一。據(jù)外媒推測，這些小型電池組將像樂高積木相同組裝成整個電池組。推測TSLA的冷卻系統(tǒng)將放棄其當(dāng)前的冷卻蛇概念，而是將冷卻管直接粘在電池上。TSLA的專利申請中討論了使用工程介電液作為冷卻液，電池單元直接浸入冷卻液中，從而供應(yīng)了良好的熱傳遞。