特斯拉固态电池新突破：一撮苏打粉，处理电池寿命问题
炼金术士”马斯克，刚刚在固态电池领域取得了0-1的突破。
最新的特斯拉专利对外公开，讲述了新材料对电池循环寿命的提高。
增加了多少？大约10%左右。
不太厉害？
然而，特斯拉的新成就是第一次将之前理论上只可行的电池正极材料变成现实，为后续固态电池技术的发展打开了一扇新的大门。
新材料的应用，估计还要重写能源领域。
新型特斯拉电池材料，有什么厉害的？
首先要看实验结论：
特斯拉新正极材料制成的电池在50次充放电循环中，总容量下降到94%左右。
与实验相比，没有使用特斯拉新配方的电池，总容量大约下降了10%。
假如按照绝对里程计算，充放电50次，大概也就是20000公里左右的用车场景。
因此，如果放在普通家用车至少6-7万公里甚至10万公里的真实情况下，特斯拉新正极材料对电池衰减的改善实际上是非常有限的。换句话说，距离真正的量产上车还有很长的路要走。
然而，特斯拉新专利的强大之处在于突破了电池行业的老大难题。——富锰正极材料。
方法是撒一小撮苏打粉。
固体电池上车，苏打粉立功？
电池，大家都很熟悉，主要原理是在闭合电路中获得氧化还原反应。
在电池放电过程中，电池正极由电位较正、电解质稳定的氧化剂组成，在反应中获得电子，这意味着负极上的电子通过电解液到达正极，从而恢复带有正电的离子，在这个过程中释放能量。
而且充电是相反的氧化反应。
自1799年伏特发明电池以来，正极-电解液-负极的基本结构从未改变。
关于电池创新的一切，都是对这三个部分的“炼金术”。
例如，目前火灾的固体电池概念是用固体电解质代替传统电池中的液体电解质，从而实现体积小、空间大、充放快的特点。
但是电池性能的提高，不仅仅是电解质这方面，正负极材料的创新，更是至关重要的。
例如，目前最常见的三元锂或磷酸铁锂电池，就是以正极材料命名。
一般而言，三元锂电池正极为镍钴锰酸锂电池。（Li(NiCoMn)或镍钴铝酸锂，负极为石墨材料，具有能量密度高、充放电速度快、低温下降等优点。
但是缺点也很明显，成本高。主要是钴这一元素，地球上的储量远不如锰或镍。
所以三元锂电池的高镍化，是目前追求的方向。但是，全球镍矿的静态挖掘周期约为35年。
磷酸铁锂电池在成本上有很多优点，但是它的续航能力和抗衰老能力都不如三元锂。
那么，能否兼顾能量密度和成本的正极材料呢？
如今有很多尝试，其中一种是富锰正极材料，比如LiMn2O4——锰酸锂，一九八一年首次人工生成，是一种三维锂离子通道正极材料。
不用说，地球上二锰的储量，远远超过钴和镍(十亿吨级和百万吨级的差别)，费用问题也就解决了。
此外，锰酸锂还具有电位高、环境友好、安全性能高等优点，被公认为最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。
但是在下一代固体电池技术中，富锰正极材料与复合锂金属负极配合，已经成为一条大规模生产前景普遍看好的路线。
然而，一切都有一个“但”。富锰正极材料，包括锰酸锂，有一个致命的缺陷，那就是电池容量迅速下降，电池寿命严重下降。
机制涉及多种因素。另一方面，在充放电过程中，锰离子通常溶解在电解质中，导致材料中锰含量下降，从而导致电压下降。
另一方面，正极材料的结构破坏也是电压衰减的关键因素。在充放电过程中，富锂锰基正极材料的体积会发生变化，导致晶体的应变和断裂，从而破坏材料的结构，进一步导致电压衰减。
所以方法也可以从这两个方面入手。
特斯拉的新专利是通过混合适量的过渡金属离子来改善材料的结性和安全性，减少溶解和沉淀，从而减少电压衰减。
一般来说，可以混合锌、铁、镍等金属离子。但考虑到“降低电池成本”的根本需求，特斯拉选择了镁(氟化镁)。、钠(碳酸钠)。
氟化镁一般人接触不多，一般用于冶金、瓷器、光学等领域。但是碳酸钠我们可以非常熟悉，不是吗？苏打粉嘛~
当然，这里的碳酸钠是一种工业级商品，在纯度上与你我家厨房的苏打粉有很大不同。
虽然特斯拉的新专利仍然只是一小步用富锰正极材料上车，但其含义不容小觑：
把以前只在“理论上”使用的电池正极材料变成现实。
在目前的液体电池中使用，可以大大降低成本，提高性能。
但更重要的是，固态电池在未来的应用:在正极方面，低成本、高性能的富锰材料自然可以满足要求。现在特斯拉给出了同样低成本的处理。电池寿命的方案。
一直静静地躺在每个人的厨房里，破解电动汽车续航、成本、性能这一看似不可能三角形的关键突破。
马斯克教授，现在又有了一个新的称号：炼金术士。
本文来自微信微信官方账号“智能汽车参考”（ID：AI4Auto），作者：有据无车，36氪经授权发布。
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