SK公司宣称已在LFP电池中用粉末替代了膏状物中的纳米管。这似乎是关于纳米管的第一个官方确认。

韩国锂离子电池及电芯制造商SK On宣称已成功生产出LFP电芯的负极，其中原本用于电极浆料的纳米管已被粉末状纳米管所替代。这听起来可能不算特别了不起，但实际上它很好地解释了近年来中国生产的锂铁磷酸盐电芯领域所出现的那些重大突破。

LFP技术状况更易理解了

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LFP技术状况更易理解了

锂离子电池的充电原理

纳米管得到正式确认

锂离子电池的充电原理

在本世纪初期，磷酸铁锂电池的能量密度较低且充电速度较慢，相比锂镍钴锰电池，其主要优势在于衰减速度稍慢且价格更低。自2024年起，中国生产的磷酸铁锂电池在充电速度方面不断创造新纪录，其能量密度已接近优秀的锂镍钴锰电池水平，而价格不仅没有上涨，反而有所下降。《The Elec》获得的SK On公司声明对此进行了详细说明。

充电时的锂离子流动情况。可见的为阴极（左侧）和阳极（右侧）（来源：美国能源部）

锂离子电池的充电过程是将锂离子从阴极泵送到阳极。阳极主要由石墨构成，其结构为大量碳原子层，层与层之间存在巨大的间隙。不存在交叉路径。当锂离子进入这样的间隙后，其两侧都有广阔的空间（以锂离子的尺度来看）可供它停留，它可以恰好停在与电子进入的位置相同的地方。

然而，这些锂离子必定来自某个地方——它们一定是从阴极漂移过来的。问题在于，阴极是结构更为复杂的晶体结构（见上图：左侧的绿色部分）。为了让锂离子从阴极中释放出来，它们必须先蜿蜒移动。此前人们并不清楚中国人究竟是如何让他们的阴极以如此快的速度释放离子的。至少在官方层面是这样，因为有人推测可能是由于纳米管、经过富集和初步形成的SEI层，或是悬浮在电解液中的自由锂离子所致。

纳米管已得到官方确认

现在来看看SK On的消息，该公司在研发自家LFP电池时很可能窃取了中国最优秀的电池技术：“我们在正极中使用了纳米管。”这些此前以浆料形式（即通过溶剂）施加的材料，现在已变为粉末状。毫无疑问，韩国人是从中国那里借鉴了这一“发明”，因为中国在LFP电池生产方面处于世界领先地位。换句话说，中国的LFP电池能够以如此高的功率充电（即正极能迅速释放锂离子），是因为中国企业在其电池中应用了纳米管。这些纳米管起到了高速公路或管道的作用，让锂离子能够直接从正极流出，而无需在晶体结构中迂回移动。

SK On直到2023年才准备好生产LFP电池

目前尚不清楚阳极中是否也含有纳米管，但那里可能更重要的是另一种碳形式：石墨烯[《Elektrowozu》编辑部的大胆推测]。石墨烯环绕在石墨颗粒周围，通过掺杂硅（Si/C）可以提高能量密度，因为它能保护结构免受锂离子的破坏。SK On并未宣扬这一优势，但据我们所知，中国电池制造商早已开始在阳极中掺入硅，如今硅已占电极材料的百分之几。

至于SK On的这项发现：使用粉末状的纳米管而非糊状物，就可以省去通过加热电极来蒸发溶剂的步骤。显然，这些纳米管可以直接与阴极材料混合并压成固体，其效果与糊状物相当。这一点很重要，因为加热是一个耗能过程，而在使用干式阴极的情况下，这一过程就完全不再必要了。

显微镜下的有序纳米管 (c) Meijo Nano Carbon，图片来源：BusinessWire

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