以肥皂为灵感，科学家开发新型锂电池！

瞻观前沿
近日，国外研究人员发现，一种非常有前途的电解质可用于制造更耐用的锂电池，它具有复杂的纳米结构，其功能类似于胶束在肥皂水中的行为方式。

在开发更耐用电池的过程中，布朗大学和爱达荷国家实验室的研究人员发现，答案可能在于了解如何清洁物体，特别是研究类似肥皂是如何起作用的。

以洗手为例。当有人用肥皂洗手时，肥皂会形成一种叫做胶束的结构，当被水冲走时，胶束会吸附并去除油脂、污垢和细菌。肥皂之所以能做到这一点，是因为它通过将水和被清洁的物质结合并包裹在胶束结构中，在水和被清洁的物质之间起着桥梁的作用。

在发表在《自然材料》杂志上的一项新研究中，研究人员注意到，在设计更持久的锂电池材料——一种被称为局部高浓度电解质的新型电解质中，也出现了类似的过程。他们在论文中分析了对这一过程如何运作的新理解，或将完全打开这一新兴技术领域的大门。

布朗大学工程学院教授 Yue Qi 表示：" 总体而言，我们希望改进和增加电池的能量密度 "" 要做到这一点，需要更换传统电池内部的材料，开发出存储更多能量的长寿命电池 "。

技术价值观察

产业链剖析：该技术位于锂电池上游

锂电池行业上游的原材料主要包括正负极材料、电解液、隔离膜等。其中，正极材料是锂电池最为关键的原材料，直接决定了电池的安全性能和电池能否大型化，同时也是锂电池成本占比最高的材料，约占锂电池电芯材料成本的 40% 左右。

目前，正极材料主要是锰酸锂和磷酸亚铁锂、氧化钴锂和钴酸锂等，负极材料主要为石墨。锂电池行业的中游包括电池系统的研发制造、电池系统集成组装等。锂电池行业下游的应用领域主要为消费电池、动力电池和储能电池。


宏观市场观察
中国锂电池企业全球专利创新力较强

截至 2023 年 7 月初，2023 年全球锂电池行业专利申请排名前十的均为中国企业和高校，可见中国企业在全球锂电池技术创新力较强。


中国锂电池企业国内专利排名情况
从我国锂电池行业专利申请情况来看，该技术领域内的主要公司有合肥国轩高科动力能源有限公司、比亚迪股份有限公司、国家电网公司、珠海冠宇电池股份有限公司、国家电网有限公司、宁德新能源科技有限公司、蜂巢能源科技股份有限公司、惠州亿纬锂能股份有限公司、宁德时代新能源科技股份有限公司和天津力神电池股份有限公司。

其中，合肥国轩高科动力能源有限公司锂电池相关专利申请数量最多，2404 项。比亚迪股份有限公司专利申请量排名第二，锂电池相关专利申请数量超过 940 项。


中国锂电池市场需求激增
在政策引导及市场需求带动下，2015-2020 年间中国锂电池产业发展迅猛。GGII 数据显示，2020 年得益于新能源汽车、储能、电动自行车、电动工具等新兴产业及领域对锂电池市场需求的增长，中国锂电池出货量为 142.9GWh。2021 年，我国动力电池与储能电池需求激增，全年锂电池出货量达到 327 GWh。


根据前瞻产业热力图显示，与锂电池关键技术强关联的城市集群主要集中在华东，并且以广东为重点发展区域，未来布局锂电池技术的发展路径，极大可能性在于华东优先导入，其中可重点关注广东省深圳市的龙华区、广东省东莞市所处锂电池研发、设计的相关企业，以及该地方对于锂电池的产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。