虽然经过了很多年的研发,功能也提升了很多,但电池却一直没有太大的进步,唯一的问题就是电池的续航能力。
然而,伴随着新能源汽车的兴起,电池的问题也随之而来,续航里程短,安全隐患大,这也是很多人不愿意买电动汽车的主要原因。
手机、汽车等行业对电池的需求也在不断增长,传统的石墨基锂离子电池已经到了极限,不太可能再有大的突破,唯一的出路就是开发新材料,然而最近几年,石墨烯电池还没有量产,最近几年更是销声匿迹。不是只有石墨烯,从专利网上看,华为早在2021年就已经对黑磷电池进行了专利申请,并于去年五月份进行了公开发布,这也就意味着,在不久的将来,黑磷电池也将正式面世。
或许许多人连黑磷都没听过,但它却是一种革命性的新型材料,甚至有可能在不久的将来,取代硅基,成为下一代半导体材料。
黑磷是一种很有发展前景的超级快充电池材料,其独特的层状结构使其比容量达到300 S/m,比容量高达7倍。也就是说,更快速的充电,更高的能量密度和更持久的电池。
然而,黑磷在充放电时易发生体积膨胀,循环稳定性差,并且由于其充放电中间产物磷酸锂的稳定性,使其比容量迅速下降,因此,本项目提出了一种兼具高能量密度与高倍率特性的新型正极材料。
华为申请了一项基于黑磷的复合型磷碳正极材料,并将其与黑磷形成牢固的化学键结合,以黑磷为稳定剂,由黑磷材料、稳定剂、碳材料组成,通过在黑磷表面分散稳定剂,使稳定剂与黑磷材料形成键能高于 P– C键的化学键,使稳定剂能隙<3 eV,锂离子传输速率>10-12cm2/s。目前,国内黑磷的供给,以兴发集团为主,有二十余年的研究经验,以及兴发公司本身就有中科院背景,早已攻克了生产难题。
黑磷非常昂贵,论克销售,华为在2022年,从兴发公司购买了30 g以上,每克3000元左右,作为初期研究的资金。目前,兴发集团已有能力投入生产100 kg的中试设备,使生产成本降至1元/克,使原料成本大大下降,并带动其它企业进行产品开发。
除了华为之外,中国科学院也在这一领域进行了大量的研究,在《科学》上发表了一篇文章,据说可以制造出一种功率密度高达350瓦的大容量电池,在2000次循环后,电池的储电量可以达到90%,而 OPPO的电池长寿技术,可以保证1600次循环充放电后,电池容量保持在80%以上。从这一点来看,如果黑鳞复合电极能够大规模生产,那么电池的短缺将会得到极大的改善,不仅手电筒和平板电池的问题,就连电车也能解决,续航里程超过1000公里也不是什么难事。
华为已经宣布了自己的专利,他们只希望华为能尽快研发出黑磷电池,这将会是一场革命性的革命,让汽车和手机的用户体验得到极大的提升,到时候,华为的手机和汽车,都会变得更加强大。