通用汽车的新电池化学成分？它已应用于雪佛兰 Volt

通用汽车昨天召开电话会议，宣布从阿贡国家实验室获得一种新型高能电池电极化学成分的许可，会议中出现了一个令人费解的时刻。LG 化学旗下的 Compact Power 公司负责生产雪佛兰 Volt 的电池单元，该公司的研究总监 Mohamed Alamgir 提到，新许可涵盖了两家公司已经在使用的技术。这似乎说不通：LG 化学一直表示，Volt 的电池采用一种名为锂锰尖晶石的化合物。他是说这种新化合物（名称很长且难以理解*，但最容易被称为镍锰钴或 NMC）已经用于 Volt 中了吗？昨晚，一位对该主题有深入了解的消息人士证实了事实确实如此：LG 为当前一代 Volt 生产的电池单元已经混合了这种“新”化合物的早期版本，以及之前宣传的锰尖晶石化学成分。

简单介绍一下背景知识：电池包含两个电极：阴极（正极）和阳极（负极）。目前市面上的大多数锂离子电池都使用碳制成的阳极。不过，阴极化学成分多种多样。过去二十年来，致力于改进锂离子电池的大部分研究都集中在阴极上：寻找新材料并逐个原子地对其进行调整，以制造出更好的电池。

直到昨天，我们还以为锂锰尖晶石是 Volt 电池的唯一活性成分。锂锰尖晶石之所以被应用于 Volt（和日产聆风），是因为它比消费电子产品中使用的钴酸锂更安全，而且足够强大，可用于汽车。（“功率”是指电池释放内部储存的能量的速度。）但在达到自然极限之前，你能做的只有这么多来改善阴极化学。根本性的改进通常需要使用新的化学物质。

或者将两种化学物质混合在一起。尖晶石基阴极虽然安全，但有一个弱点：它们不能像其他阴极化学物质那样储存那么多能量。事实上，找到一种电池化学物质，能够满足汽车制造商对电动汽车电池的所有要求——安全、高能量密度、高功率、长寿命——是电池科学的永恒挑战。但电池制造商发现，通过混合阿贡的化合物（其能量密度高于锰尖晶石），他们可以同时获得两者的优势。当然，通用汽车和 LG 化学公司昨天才宣布他们获得了阿贡化合物的许可，这大概就是为什么他们一直如此谨慎地承认 Volt 的电池单元已经使用了它。（截至本文发布时，通用汽车发言人尚未回复后续电话。）

这就是关于 Volt 的最新消息，但电动汽车的未来也充满了希望。研究人员发现，使用纯 NMC 制造锂离子电池电极是可能的，无需与锰尖晶石混合。这一突破可能在不久的将来带来性能显著改善的电动汽车和插电式混合动力汽车。NMC 可以存储高达当今广泛使用的阴极化学物质的两倍的能量。它的循环寿命也更长，这意味着在容量耗尽之前可以多次充电和放电。这是一个主要优点：今天，Volt 仅使用了 65% 的电池；它带有 35% 的缓冲容量，以确保电池能够持续使用八年保修期。但未使用的 35% 非常昂贵。如果您的电池循环寿命显著延长，则不需要那么多缓冲容量，这可以使电池更便宜，从而让汽车更实惠。在昨天的电话会议中，通用汽车风险投资公司总裁乔恩·劳克纳 (Jon Lauckner) 表示，这“可能是我们所见过的最强大的阴极材料。”阿拉姆吉尔表示，基于这种新化学材料的电池将在该公司由刺激计划资助的密歇根州荷兰工厂生产，该工厂将于 2012 年建成并投入运营。

有传言称，这并不是阴极化学故事的结局。我们期待在下周的底特律车展上看到更多关于这一主题的公告，届时我们将向大家汇报。

*富锂层状复合正极化学！

这是 Seth Fletcher 新博客系列的第一篇博文，他是 PopSci 的高级副主编，也是《瓶装闪电：超级电池、电动汽车和新锂经济》一书的作者，该书将于 2011 年 5 月由 Hill & Wang/Farrar, Straus & Giroux 出版。这本书是关于锂、可充电锂电池以及它已经（或将要）实现的技术变革——无线革命、蓬勃发展的电动汽车复兴以及即将到来的清洁能源普及。博客也是关于同样的事情。预计会有关于实验室规模的长远电池技术研究的文章；关于汽车电气化加速的报道；关于新兴美国电动汽车电池行业及其在日本、韩国和中国的规模更大、根基更牢固的竞争对手的最新消息；关于锂和其他所谓“技术金属”开采的文章；以及偶尔会谈到可能引导这一新兴行业发展的政治和经济压力。塞斯还将在推特上发表针对这些主题和其他主题的即兴观察。_