“炼金术士”马斯克刚刚在固态电池领域取得了0-1的突破。
特斯拉的最新专利公开了，讲述了新材料对电池循环寿命的提高。
增加了多少？大约10%。
不太厉害？
然而，特斯拉的新成就是第一次将以前只有理论上可行的电池正极材料着陆成为现实，为后续固态电池技术的发展打开了一扇新的大门。
新材料的应用可能需要重写能源领域。
特斯拉新电池材料，有什么强大的？
先看实验结果：
在50次充放电循环中，特斯拉新正极材料制成的电池总容量下降到94%左右。
对比实验中，未使用特斯拉新配方的电池总容量下降约10%。
按绝对里程计算，充放电50次，用车场景约2万公里。
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。也就是说，距离真正的大规模生产还有很长的路要走。
然而，特斯拉新专利的强大之处在于，它突破了电池行业的难题——富锰正极材料。
方法是撒一小撮苏打粉。
固态电池上车，苏打粉立功？
电池，大家都熟悉，主要原理是在闭合回路中实现氧化还原反应。
在电池的放电过程中，电池的正极是由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成的，这意味着负极上的电子通过电解质到达正极，恢复带正电荷的离子，并在这个过程中释放能量。
充电是相反的氧化反应。
正极——电解液——自伏特1799年发明电池以来，负极的基本结构从未改变。
任何关于电池的创新都是关于这三个部分的“炼金术”。
例如，固态电池的概念是用固态电解质代替传统电池中的液体电解质，从而实现小体积、大容量、快速充放的特点。
但电池性能的提高，不仅在电解质层面，正负极材料的创新也至关重要。
例如，现在最常见的三元锂或磷酸铁锂电池是以正极材料命名的。
一般来说，三元锂电池极为镍钴锰酸锂（Li(NiCoMn)O2)或镍钴铝酸锂，负极石墨材料，具有能量密度高、充放电速度快、低温衰减轻等优点。
但缺点也很明显，成本也很高。主要是钴，地球上的储量远不如锰或镍。
因此，三元锂电池的高镍化是目前追求的方向。然而，全球镍矿静态可开采周期约为35年。
磷酸铁锂电池在成本上有很多优点，但耐久性和抗衰减性都不如三元锂。
能否兼顾能量密度和成本的正极材料？
现在有很多尝试，其中一种是富锰正极材料，如LiMn2O4——锰酸锂，1981年首次人工合成，是一种具有三维锂离子通道的正极材料。
不用说，地球上二锰的储量远高于钴和镍（10亿吨和100万吨的区别），成本问题得到了解决。
此外，锰酸锂还具有电位高、环保、安全性能高的优点，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。
在下一代固态电池技术中，富锰正极材料与复合锂金属负极的配合已成为量产前景广阔的路线。
但是~一切都有一个“但是”，富锰正极材料，包括锰酸锂，有一个致命的缺陷，即电池容量迅速下降，电池寿命严重衰减。
机制涉及多种因素。一方面，在充放电过程中，锰离子往往溶解在电解质中，导致材料中锰含量降低，导致电压衰减。
另一方面，正极材料的结构破坏也是电压衰减的一个重要因素。在充放电过程中，富锂锰基正极材料会发生体积变化，导致晶体应变和断裂，破坏材料结构，进一步导致电压衰减。
所以方法也可以从这两个方面入手。
特斯拉新专利是通过混合适量的过渡金属离子来提高材料的结合性和稳定性，减少溶解和沉淀，从而减少电压衰减。
一般来说，锌、铁、镍等金属离子都可以混合。但考虑到考虑到。“降低电池成本”特斯拉选择将镁（氟化镁）混合在一起、钠(碳酸钠)。
氟化镁可能与普通人接触不多，一般用于冶金、陶瓷和光学领域。但是碳酸钠对我们来说太熟悉了，不是苏打粉~
当然，这里的碳酸钠是一种工业产品，与你我厨房的苏打粉在纯度上有很大的不同。
虽然特斯拉的新专利只是富锰正极材料上车的一小步，但其意义不容小觑:
以前只有一种“理论上”可用的电池正极材料成为现实。
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，未来固态电池的应用：在正极方面，低成本、高性能的富锰材料自然可以满足，现在特斯拉提出了同样的低成本解决电池寿命的解决方案。
打破看似不可能的三角形电动汽车续航、成本和性能的关键突破，一直静静地躺在我们的厨房里。
马斯克院士，现在又有了一个新的头衔：炼金术士。
责任编辑：落木
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