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雖然大多數電動汽車制造商正在優(yōu)化現有的鋰離子電池解決方案，通用汽車（GM）卻已轉向鋰金屬電池的下一代電動汽車。
電動車的續(xù)航里程有限，其中大部分最大續(xù)航里程為380英里（610公里）以下，這是電動汽車廣泛采用的主要障礙之一。汽車制造商和研究人員通常會尋找三種解決辦法：高能效汽車系統、改進的電池充電技術或更高容量的電池。
市場上流行電動汽車續(xù)航里程 近日，通用汽車（GM）對第三種解決方案進行了大量投資，將更高容量的電池作為該公司的遠程電動汽車解決方案。盡管與之競爭的電動汽車制造商（如特斯拉）已通過修改鋰離子電池的結構來尋求更高容量的電池，但通用汽車電池解決方案的研發(fā)方向已完全與鋰離子電池分道揚鑣。
取而代之的是，這家汽車巨頭選擇開發(fā)鋰金屬電池，希望能制造出更高容量、更低成本的電池。與鋰離子電池相比，電動汽車用鋰金屬電池有哪些優(yōu)點？為什么到目前為止，這項技術還沒有被制造商們廣泛采用呢？
1、鋰金屬電池vs鋰離子電池
鋰金屬電池的工作原理與鋰離子電池相似。在鋰離子電池中，陽極和陰極由一個用電解液“濕潤”的隔膜分開，以促進鋰離子在陽極和陰極之間的運動。隔膜隔離陽極和陰極，以防止短路，同時只允許鋰離子通過電解液。這就產生了功能電流。
在鋰電池中，陽極通常由石墨制成，而陰極由鋰鈷氧化物組成。鋰金屬電池也以同樣的方式工作，但它使用的不是石墨陽極，而是高能鋰金屬。
鋰離子電池工作原理 據華盛頓州立大學的研究人員稱，鋰金屬被認為是電池的“夢想材料”，因為所有已知的固體材料中，它的能量密度最高。事實上，鋰金屬電池每磅至少比鋰電池多儲存33%的能量，可以產生更高容量和更輕重量的電池。
2、鋰金屬電池面臨的挑戰(zhàn)
雖然鋰金屬看上去像是電動汽車開發(fā)商的一個明確的候選者，但對電池安全性的擔憂一直是一個主要限制。當鋰離子在正極和負極之間轉移時，鋰金屬電池更容易在鋰金屬上形成樹枝狀固體針狀結構——枝晶。如果不加以控制，枝晶最終會穿透陰極，使電池短路，并有可能燃燒電池的電解液。
枝晶形成可能穿透陰極引起短路 即使電池不著火，枝晶也會增加自放電，這意味著鋰金屬電池失去了長期儲存電荷的能力。由于這些缺點，制造商們大多放棄了這種電池類型，轉而使用它更為成熟的同類產品鋰離子電池。然而，隨著近年來對鋰金屬電池的更多研究和投資，這項技術似乎正在卷土重來。
3、通用汽車押注金屬鋰
六年前，通用汽車投資了一家名為SolidEnergy Systems（SES）的初創(chuàng)公司，這家公司正在研究開發(fā)和制造鋰金屬電池的新方法，這些電池實際上是安全的。現在，兩家公司已經宣布了一項聯合開發(fā)協議，其中一部分涉及在馬薩諸塞州沃伯恩建造一條制造原型生產線的計劃。
通用汽車鋰金屬電池原型 盡管大多數信息仍處于保密狀態(tài)，但兩家公司都將自己的鋰金屬知識產權帶到了談判桌上，僅通用汽車一家就擁有49項專利，正在等待45項專利批準。通用汽車公司聲稱，他們已經開發(fā)出一種帶有保護陽極的鋰金屬電池，在一個研究設施中完成了超過15萬英里的測試。這一合作關系旨在加速兩家公司的鋰金屬研發(fā)，最終有望在2023年前推出商用電池。
