创新锂离子电池技术

研发和工程莱顿能源副总裁Marc Juzkow，谈到锂离子电池技术进步的Azom。

请您简要介绍莱顿能源所从事的行业及主要驱动因素。

莱顿能源公司是锂离子电池的革新者，这种电池为广泛的消费、汽车和工业应用提供动力。全球对锂离子电池的需求是无法满足的;考虑到几乎每一部手机中就有一部手机(总共60亿部!)，每年生产超过20亿个锂电池也就不足为奇了。消费者移动性(如智能手机、平板电脑、超级本)的爆炸性增长是这个市场的主要驱动力。

电力运输不考虑在移动电池的体积附近的任何地方，但是从电动自行车到全电动汽车（EVS）等一切都会热烈的兴趣，如特斯拉跑车。这里的增长良好的赌注是起动停止车辆（SSV）。这些是内燃机在旅行期间开始和停止的汽车，以节省燃气并减少温室气体排放。根据凯文的说法，Lux Research的高级分析师“我们预测，微混合市场将受益于2017年增加燃油经济性和碳排放量增加的全球趋势，为3900万辆达到3900万辆，为能源创造了69亿美元的机会存储技术。“

我们的新型Li-Imide™化学平台为移动性和运输应用提供了重要的优势。

您能简单解释一下锂离子电池的工作原理以及它们与传统电池的不同之处吗?

首先，让我注意一下电池和电池之间的区别。电池芯是电池的基本单元，它可以由一个或多个电池芯组成。例如，非常薄的智能手机可能使用单一电池:软锂离子袋电池，这就是我在这里谈到电池时使用的一个例子。

与镍 - 镉（NICD）或1.2V镍 - 金属氢化物（NiMH）相比，其他电池化学物质的根本差异是锂离子电池（目前3.6V标称）的较高电压，其在1.2V下为1.2V，这使得能量密度较高。这是通过给定尺寸（体积）或重量（重量乘积）传递的能量的量，对消费者移动性和运输应用是重要的。锂离子电池具有两倍的能量密度，重量，基于镍的活性材料，以及今天汽车中使用的铅酸电池的四倍。欧洲杯足球竞彩事实上，锂离子电池可以为保护电路是一种必要的组件来提供如此多的能量，以确保安全性，在短路或其他条件下。

与几乎所有类型的电池一样，锂离子电池由一组阳极和阴极(活性材料)组成，由隔板隔开，并通过电流收集器与电池终端连接。欧洲杯足球竞彩在锂离子袋电池中，包裹电池的聚合物袋的整个内部都渗透着一种液体电解质，它不仅是锂离子的来源，而且是这些离子在正极和负极之间交换的介质。这是充放电循环的基础。(特定的活性物质和电解质的结合被称为电池的“化学”。)欧洲杯足球竞彩在放电过程中，阳极释放电子和锂离子，而阴极吸收电子和锂离子，这一过程称为插入;其结果是，电流在电池的两端之间流动的方向与锂离子在电池内移动的方向相同。

通过其电动力（EMF）在伏特中测量活性材料的趋势;阳极和阴极之间的EMF的差异是端子上的电压，在电池上没有负载。当电池实际为某些东西提供某些东西时，这会降低，这取决于所需的当前。将较高的电压从相反方向上的外部源放置在相反的方向上的反应相反地为电池充电：阳极占用电子（和锂离子），并且阴极放弃电子（和锂离子）。电池可以串联汇编以增加电压，或并联，以提高电流容量。

使用锂离子电池有什么好处?

与铅酸，NiMH或NICD相比，它们更大的能量密度允许更换时尚，较小的移动设备设计，并帮助保持车辆重量。它们也更加环保，特别是在制造业中;镉特别具有很高的环境成本。领导的环境影响因广泛的回收行业而言有点减轻。

然而，当前的锂离子化学有一个共同的弱点:几乎所有锂离子电池使用的电解质不稳定:六氟磷酸锂溶液(LiPF)₆）在有机碳酸盐基溶剂体系中。这是Leyden Energy的Li-Imide化学平台地址的机会。

lipf的局限性是什么？₆作为电解质？

制造过程中不可避免地会留下H的痕迹₂锂离子电池中的氧。不幸的是,LiPF₆它在水的存在下不稳定，与水反应生成氢氟酸(HF)，这是已知的腐蚀性最强的化学物质之一。HF会从阴极中滤出金属离子(如锰、铁、钴)，这些金属会与阳极发生反应并毒害阳极，从而降低其插入锂离子的能力，降低电池的能量。它还会腐蚀其他部件，这些反应会产生一种气体，导致电池在使用过程中缓慢膨胀，或者在最坏的情况下，迅速膨胀到足以摧毁设备。

当然，所有这些都随温度而加速，就像任何化学反应一样。消费者移动(例如，在阳光下停放的汽车上安装智能手机，插电后在口袋里甚至只是操作)和汽车应用，往往比LiPF更热门₆基细胞可以忍受。其结果是更低的能量和更短的电池寿命(例如，更少的运行时间在平板电脑上)。智能手机的平均营业额为22个月，这并不是什么大问题。对于具有较长摊销期的应用程序，如平板电脑和ssv，这是巨大的。

莱顿能源的锂酰亚胺专利技术是如何克服这些限制的?

莱顿能量的锂酰亚胺电解质不会与残留水反应，也没有产生氢氟酸 - 使其更稳定，特别是在较高的温度下。

莱顿能源电池是如何独特的？

莱顿能源公司的锂酰亚胺化学平台将这种先进的电解质盐与铝阴极收集器的涂层过程相结合，以防止腐蚀。结果是更大的体积能量密度(更高的运行时间每次充电)，更长的周期和日历寿命和减少膨胀-所有这一切都得益于更大的热弹性，而使用相同的生产线标准锂离子电池。因此，该技术的成本与传统的锂离子技术不相上下，尽管其优越的性能和电池寿命。

也许更重要的事实是，锂酰亚胺电解质盐与各种公司和研究小组考虑的活性材料兼容，以获得更高的能量密度和其他理想的质量。欧洲杯足球竞彩这使得锂酰亚胺及其热稳定性适用于许多不同的潜在锂离子电池化学，使其处于电池研究的前沿。

Leyden最近被AlwaysOn评选为GoingGreen硅谷全球200名获奖者，你能告诉我们更多关于这一点以及这对公司意味着什么吗?

The Amportomon编辑团队与顶级全球风险资本家和行业领导者合作，以创新，市场潜力，商业化，利益相关者价值和媒体嗡嗡声找到前200名私人清洁技术公司。我们非常乐意削减并将这种荣誉视为我们对锂离子技术愿景的进一步验证。

莱顿能源公司的电池的主要应用是什么?

移动消费电子产品，及时，启动汽车应用。

莱顿能源公司在移动消费电子行业投入了大量精力，特别是平板电脑、超级本、智能手机和以移动电池为动力的配件(例如移动果汁包、移动路由器、移动存储设备——基本上是任何可以从脱离束缚中获益的设备)。这就是摩尔定律在电池和半导体之间不断扩大的能量差距(半导体的发展速度是摩尔定律的一千倍)给我们的锂酰亚胺电池化学技术最大的杠杆作用。

问题是，越来越强大的处理器和它们所带来的应用程序会唤起消费者的行为，并对传统的锂离子化学物质造成超出设计规格的压力，尤其是因为产生的热量、当前的峰值和快速充电需求。最著名的结果是，移动计算一直在寻找下一个电源插座:智能手机撑不了一天，平板电脑撑不了多久。“根据战略分析公司(Strategy Analytics)的SpecTRAX数据库的分析，平板电脑电池在充满电的情况下平均只能提供7.5小时的运行时间(浏览网页或播放视频)，在过去12个月里没有明显的增长，”斯图尔特·罗宾逊说。在分析公司的战略技术实践中，手机组件技术(HCT)项目的主管。

还有许多其他缺点。Li-Imide为移动设计人员提供了更大的灵活性和选择，它们如何平衡每次充电，负担能力，薄，电池寿命，充电率和应用支持，以在适当的价格点提供消费者价值。

莱顿能源关注的另一个行业是汽车:特别是启停型汽车，它以相对较低的额外成本提供了5%到15%的油耗优势。普通内燃机需要电池来启动、照明和点火(SLI)功能。电池可以保持100%的电量，但在更换电池之前，只能发动汽车几百或几千次。SSV电池可能需要在一次行驶中启动汽车100次，尤其是在交通拥挤的情况下，并且必须支持频繁的浅放电和快速充电(在具有再生制动(有时也被称为微型混合动力)的SSV中更是如此)。

这不是一个良好的操作轮廓铅酸电池，即使是先进的吸收玻璃毡(AGM)设计，但它是理想的锂酰亚胺，特别是考虑到它的耐热性，冷弯曲能力和更高的能量密度，这意味着更轻的车辆和更好的里程delta。锂酰亚胺电解质化学体系与多种活性材料的兼容性也为降低使用创新低成本材料的锂离子电池的较高成本提供了有前途的研究途径。欧洲杯足球竞彩

莱顿能源目前在哪里提供？是否有计划在不久的将来扩展业务？

我们已经宣布与英伟达和巴特利博士建立了合作关系，并与Powermat等公司建立了技术合作伙伴关系，但不幸的是，由于我们与合作伙伴达成了非常具体的保密协议，我们目前无法进一步说明。

您如何看待未来十年对锂离子电池的需求变化?

对锂离子电池的需求，以及对锂酰亚胺电池的需求，将由于几种趋势，最显着的移动性和启动车辆技术的快速采用而响应于油的上升和温室减肥举措。不受限化的计算实际上是渐近的，最终将无法阻止的一切。所有这些手机设备都将依赖基于云的服务，可以提供数据，但遗憾的是无法提供这些经常背景服务消耗的权力。这将是锂离子电池的工作。

所有类型的电动车辆，从自行车到摩托车，卡车，SSV，电动和混合动力汽车，也是一个增长行业，对锂离子电池的需求不断增长。第三次变革驱动程序可能是使用锂离子电池用于智能电网，太阳能和风能应用，虽然能量密度较小而不是热稳定性和长循环寿命（有多少电荷放电循环可以递送）和日历寿命（电池持续多长时间独立于周期数）。

关于Marc Juzkow.

知名电池科学家，开发商和科技行业老将，MARC是一个行业领导者，拥有锂离子电池，UltraCapacitor研发，应用工程，销售，营销和执行管理的独特技能。Marc设计并建造了各种世界级产品。

在锂电池和超级山脉的领域，Marc为EaglePicher，Polystor，Cooper Bussmann（Powerstor），Qynergy和Omg（Cobalt供应商）工作，并创立了三家公司：Volt源（咨询），UNDAP（Ultra-CopyIts）和移动电源解决方案（独立电池测试）。

马克在加拿大温哥华的Moli能源公司开始了他的电池生涯，从事可充电锂电池的研究。在20世纪90年代早期，他管理了产品开发和评估团队，开发了北美的第一个锂离子电池，后来组建了销售和营销团队，将Moli的锂离子技术商业化。Marc拥有超过35份出版物和正式的演讲，包括主题演讲、全体会议和许多国际邀请演讲。他拥有加拿大温哥华西蒙弗雷泽大学(Simon Fraser University)的高级工商管理硕士学位和化学硕士学位。