中国储能网讯：一直以来，美国本土被认为不具备磷酸铁锂电池技术——这种相对于三元锂电池成本更低的电池材料技术，而这也是为何福特汽车要突破重重阻碍，与宁德时代进行技术许可合作的原因。 近日，来自美国电池公司ONE的最新消息显示，其已经开发出了重量能量密度与三元锂电池相接近的磷酸铁锂电池。不过，ONE的磷酸铁锂电池要到2024年底才会投产。 one公司开发的磷酸铁锂电池该款电池产品的名字叫白羊座II，电池包所带电量为71.5千瓦时，其电芯的重量能量密度达到了162 Wh/kg，转化为电池包水平的重量能量密度为160.7Wh/kg。能量密度是衡量电池性能的重要标志，是电池平均单位体积或质量所释放出的电能。 由于新能源汽车的续航主要取决于可用电量和整车能耗（续航能力=可用电量/能耗），在相同能耗不变，电池包体积和重量不变都受到严格限制的情况下，新能源汽车的单次最大行驶里程主要取决于电池的能量密度。 one公司的员工和其开发的电池包那么，ONE的这款电池包的能量密度在全球范围内处于什么地位呢？ 据《电池设计》(BatteryDesign)制作的一份全球能量密度最高和最低的电池包列表显示，领先者来自中国的蔚来汽车。蔚来即将装车ET7的电池包电量为150千瓦时，重量为575公斤(1268磅)，电池包重量能量密度为260.9 Wh/kg。而来自蔚来汽车的用户手册显示，该款电池采用的是高镍三元正极，半固态电解质。 蔚来汽车最新用户手册其次是宁德时代的麒麟电池，采用高镍三元正极材料的电池包的重量能量密度最高为255Wh/kg。 特斯拉Model 3和Model Y上82千瓦时电池包的重量能量密度为171 Wh/kg，使用的是由日本松下供应的三元圆柱形锂离子电池。保时捷Taycan2019款Turbo S衍生版拥有93.4千瓦时的电池包，重630公斤(1389磅)，使用的是韩国LG新能源提供三元锂软包电池，电池包重量能量密度为148.3 Wh/kg。 Taycan Turbo的电池性能再对于比亚迪的刀片电池，刀片电池也是采用磷酸铁锂材料体系。比亚迪汉Han EV，电池包电量为85.4度，重量为592公斤(1305磅)。在电池包水平上，重量能量密度为144.2 Wh/kg。 比亚迪的海豚有两种电池包可供选择。其中最大带电量为44.9度，其质量(308.6 kg，或680 lb)，重量能量密度为145.5Wh/kg。海豹的电池包重量能量密度更高。它的CTB结构使电池组重558公斤(1,230.2磅)，电量为82.56千瓦时，其重量能量密度为148 Wh/kg。 可以看到，跟比亚迪的磷酸铁锂刀片电池相比，ONE的电池产品甚至更具优势。ONE公司也表示，跟三元锂电池相比，白羊座II电池成本也便宜25%，并且比三元电池续航时间更长。 不过，ONE生产的电池包要到2024年底才会投产。目前也没有消息表明该款电池将搭载于哪家汽车公司的车型。唯一告知将使用ONE产品的公司是美国造车新势力Bollinger公司，但该公司将使用白羊座电池产品，而不是白羊座II。 据介绍，白羊座电池适用于3级至6级卡车，电池循环次数为3000次，而白羊座II适用于乘用车和轻型卡车，但其耐用性缩短了33.3%，循环次数为2000次。 不过，ONE相对于竞争对手的优势在于本地化生产。这将使任何使用其产品并符合《通货膨胀削减法案》(IRA)规定的汽车都有资格获得全额税收抵免。此外，它也是一家美国自己的电池公司。 据了解，ONE将在密歇根州的范布伦镇生产这些磷酸铁锂电池，那里靠近福特、通用汽车和斯特兰提斯公司的汽车工厂。 ONE这家公司看似默默无名，实则大有来头。2020年7月，美国已经破产的A123电池公司的前工程师伊贾兹创立成立了这家叫“Our Next Energy”的能源公司。One的315名员工中，近六分之一是A123原来的员工，包括首席运营官。 伊贾兹的目标，是运营一家专注于磷酸铁锂电池的公司，进而解决制约在美国本土大规模使用电动汽车的三大障碍难题：里程焦虑，电池安全问题，没有能与宁德时代、LG和松下竞争的电池巨头。 目前，one公司已从包括比尔·盖茨的突破能源风险投资有限责任公司、宝马风险投资公司和富兰克林·邓普顿在内的投资者那里筹集了3.55亿美元，公司估值为12亿美元。去年秋天，密歇根州政府授予one公司至少2.2亿美元的现金和税收减免，用于建设一个耗资16亿美元的电池制造工厂，工厂位于底特律郊区，计划在2024年投产。

盖世汽车讯 随着全球的能源消费转向电气化程度更高的驱动系统、降低对化石燃料的依赖以及优先考虑气候修复，大家对高性能电池，特别是用于电动汽车的高性能电池的需求正在激增。据外媒报道，美国宾夕法尼亚州立大学（Penn State）的研究人员与合作伙伴研发了一种新型制造方法，可以制造出更高效、能量与功率水平保持不变的电池。 根据宾夕法尼亚州立大学工业与制造工程助理教授Hongtao Sun所说，此种得到改进的电极制造方法可能会生产出高性能电池，进而实现更节能的电动汽车，还可以带来提升电网储电功能等益处。 Sun教授表示：“我们希望现在的电池可以让汽车行驶更长的距离，希望能够在5分钟或者10分钟内给汽车充满电，就跟加油的时间一样。在我们的研究中，我们考虑了如何通过让电极与电芯更加紧凑、采用更高比例的活性成分以及更低比例的被动元件来实现该目标。” 如果电动汽车制造商想要提升电动汽车的续航里程，就需要增加更多的电池，数量可达到数千块。据Sun教授所说，电池越小、越轻，才越好。 Sun教授表示：“让电动汽车能够行驶更长距离的解决方案就是增加紧凑型电池，但此类电池需要拥有更密集、更厚的电极。”他解释道，此类电极能够更好地连接和驱动电池组件，让它们更活跃。“虽然此种方法会略微降低每电极重量的电池性能，但通过减少电池组重量和电动汽车所需的能量，可显著提高车辆的整体性能。” 更高效的电极——电池中一种电能通道——可以帮助电池获得更高比例的活性成分。 Sun教授表示：“考虑到电池的核心元件中，只有电极对电池性能有贡献，封装、分离器、集流器等其他部件都是只增加重量、对电池性能毫无贡献的被动元件。如果我们想要提升电池性能，我们需要研究电池电极材料，并在电芯中最大限度地提升其重量百分比。” 之前通过采用更好的电极来提升电池性能的研究都只集中在一个指标上，这并不高效因为电池在其他指标上表现不佳。例如，当电池优先考虑高重量性能（相对于重量可存储的能量总量），可能会导致面积性能（每单位面积可以存储多少电荷）和/或体积性能（相对于电池尺寸可提供的电荷总量）的降低。 通常来看，电池由阳极和阴极薄膜电极组成，电极位于两个电流导体箔之间，并被绝缘体隔膜隔开。增加此类电极的厚度可提供更多存储和释放能量的空间，以提高能量的存储容量和密度。更厚的电极可以存储更多的电荷，也就是容纳更多的能量，就像更大的水箱可以存储更多的水。不过，此类电极的电荷传输能力较差，会降低电池的整体性能。 Sun教授及其团队专注于制造更厚的电极，并优化其电荷传输途径，以实现面积、体积和重量这三个指标的高性能。 为了克服较厚电极电荷传输动能较差的挑战，研究人员研发了一种将火花等离子烧结（SPS）应用于电极的方法。SPS是一种节能技术，利用热能和压力将材料压缩并致密成固体物体，如电极。 Sun教授表示：“SPS让我们制造出一种非常厚且密集的电极。一般电池电极的厚度只有大约50微米至100微米。但该项研究中的电极厚度为300微米，500微米，是当前电池设备中电极质量比的5倍。” 该技术在电极中实现了垂直排列的碳网络以及孔隙通道，让阴极具有高电极密度，实现高体积性能以及高质量负载（具有活性物质）、高面积性能，同时可快速传输电荷。 Sun教授表示，采用研究人员新设计的厚电极具有快速电荷传输能力，可增加活性成分的百分比，并提高标准重量电池组的能量容量。由于该电极密度高，因而也可在相同的空间内包装更多的电极活性材料。 据Sun教授所说，该研究的下一步包括研发一种可大规模制造此种电极的工艺，以及研究其他策略，来减少电池重量的比例，在车辆中提供更多容纳电池的空间。 Sun教授表示：“我们正在研究如何研发结构电池，以及如何将其集成至车辆结构中。例如，我们可以将电池集成至电动汽车车顶，让其真正成为车辆结构的一部分。在此种情况下，我们可以大幅减轻车辆的重量，因为成功将功能与结构结合在了一起。”