美国初创公司Pure Lithium宣布了一项锂金属电池实验室结果。该电池采用磷酸铁锂(LFP)化学体系,不使用传统石墨负极;公司表示,一枚测试电芯实现了9315次充放电循环。公司声称,这一结果约为传统锂离子电池循环寿命的三倍,并且据其所知,在正在研发的锂金属电池中尚无先例。
这项技术不是固态电池,也不依赖硅负极。相反,Pure Lithium使用液态电解质,以及通过电沉积工艺直接在铜集流体上形成的锂金属负极。公司表示,这一工艺能够在一个步骤中制造作为电芯组成部分的负极。
实际发生了哪些变化?
Pure Lithium的设计旨在尝试从电芯中去除石墨,而不是完全取消负极。公司表示,石墨会占据电芯内部的空间和重量,而且全球使用的石墨中有超过90%在中国进行加工。公司押注于将去除石墨后腾出的空间用于额外的储能材料。
首席执行官Emilie Bodoin表示,这种电池的重量可能仅为当前所用电池的一半,而能量密度达到其两倍,同时大幅降低成本。公司称,其第一代电池的能量密度为300瓦时/千克,第二代目标为425瓦时/千克。Pure Lithium没有明确说明实现9315次循环测试的电芯具体能量密度。
强劲的结果,但仍属于实验室测试
测试以1C的充放电倍率进行,即在一小时内将电芯充满电,然后在一小时内放完电,并反复进行。公司表示,在数千次循环后,该电芯仍基本保持放电容量,但测试并非连续进行;在接近第6000次循环时,测试因公司总部从波士顿搬迁至芝加哥而中断了四个月,之后才恢复。
Pure Lithium还指出,测试初期的波动受到缺乏温度控制以及其波士顿实验室多次停电影响。公司还表示,2025年1月进行的一项早期测试显示,一枚电芯在相近倍率下经过2200次循环后仍保有超过80%的容量。
为什么这则消息很重要?
如果这些结果能够在更大尺寸的电芯和可规模化生产中得到复制,这项技术可能提供一条减少对石墨及相关中国供应链依赖的路径,同时保留正在美国本土扩大生产的LFP化学体系。不过,现有数据尚不能证明其能够在成本、安全性或完整电池包层面的性能方面与商用电池竞争。
Pure Lithium目前正在芝加哥建设一条试验生产线,并与40多家公司进行洽谈,以帮助技术实现商业化和扩大规模。该公司面临来自Factorial、Solid Power和QuantumScape等公司的竞争,但这些公司采取的是不同路径,包括固态或半固态电解质以及硅负极技术。因此,9315次循环的结果仍是一个重要的实验室指标,而不是一款已上市电池的宣布。