鋰離子電池通過在兩個電極（帶負電的陰極和帶正電的陽極）之間來回穿梭離子來發(fā)電。但是，在目前的狀態(tài)下，它們已經(jīng)達到極限。負極材料的劣化阻礙了增加鋰離子流量的努力，負極材料的劣化在充電和放電期間趨于膨脹和收縮，從而導致更大的應力，從而縮短了電池的使用壽命。

鋰離子電池制造的整個過程包括電池組件（電極，電解質和隔板）的生產(chǎn)，電池和模塊的生產(chǎn)，電池組的組裝以及組件的集成。鋰離子電池的主要應用包括電動汽車（EV），電動汽車充電和交換站以及電網(wǎng)服務。

鋰離子電池以使鋰離子起作用的鋰離子運動而聞名，它為當今大多數(shù)可充電設備供電。鋰元素具有使鋰離子電池既輕便又強大的特性。2019年諾貝爾化學獎授予了在1970年代后期幫助他們發(fā)展的科學家。但是，盡管鋰離子電池得到了廣泛使用，但在運行過程中實際上是一個黑匣子，它具有使科學家無法發(fā)揮其全部潛能的謎團。

Thinfilm近日宣布實現(xiàn)對生產(chǎn)電子設備至關重要的重要里程碑，該公司位于加利福尼亞州圣何塞的電池工廠已經(jīng)成功完成了SSLB堆疊關鍵層在薄膜鋼基底上的沉積，并且初步的電氣測試已經(jīng)達到并超出了內部預期。這一成就反映了按計劃取得的實質性發(fā)展進展，支持了公司提供優(yōu)質儲能和卓越體積能量密度的戰(zhàn)略。

薄膜SSLB器件是通過沉積鋰基層而形成的，這些鋰基層形成了電池的功能“堆?！保⒖梢詫﹄姵貑卧M行充電和放電。薄膜的獨特制造工藝在超薄不銹鋼基板上形成了這些層，與替代制造方法相比，它具有卓越的性能，堅固性和可擴展性。對沉積的電池組進行初步測試的結果證實，薄膜工藝已經(jīng)接近實現(xiàn)固態(tài)鋰電池的最大授權能量密度。這將使公司能夠提供具有更高體積能量密度的差異化產(chǎn)品，超過現(xiàn)有競爭產(chǎn)品?；谶@一成功，盡管COVID-19大流行帶來了后勤和運營方面的挑戰(zhàn)，

加上Thinfilm較早宣布的與其SSLB技術相關的多項專利申請，這些成就說明了該公司在具有同類產(chǎn)品中體積能量密度最高的超薄，可堆疊毫安小時電池組的商業(yè)化方面取得的有意義的進展，從而使Thinfilm能夠最大程度地減少電池尺寸并延長電池壽命，以實現(xiàn)更薄，更舒適的可穿戴設備和連接的傳感器。

除了技術進步外，公司還積極與領先的OEM和潛在合作伙伴合作，以尋找薄膜SSLB產(chǎn)品的市場機會。市場反饋表明，出色的體積能量密度，廣泛的外形尺寸選擇，更高的充電/放電循環(huán)次數(shù)，擴展的低溫工作范圍以及更高的安全性，可以使ThinfilmSSLB產(chǎn)品與目前使用的紐扣電池和紐扣電池積極地區(qū)分開來。目標市場中的現(xiàn)有產(chǎn)品。基于這些討論，公司確定了可穿戴設備和遠程病人監(jiān)護市場領域的有意義的機會，這些機會可以從Thinfilm的SSLB技術中受益。

Thinfilm首席執(zhí)行官KevinBarber說：“Thinfilm的技術團隊已經(jīng)實現(xiàn)了使用Thinfilm獨特的可擴展不銹鋼制造工藝生產(chǎn)SSLB電池的重要里程碑。“通過同時在核心電池堆技術，電池制造以及電池包裝和堆疊方面進行創(chuàng)新，Thinfilm專注于交付優(yōu)質電池產(chǎn)品，以實現(xiàn)可穿戴設備和連接傳感器的下一波創(chuàng)新?！?/p>

鋰離子電池技術趨勢

鋰離子電池技術日趨成熟，但與鉛酸電池相比是一項相對較新的技術，并且由于其提供了高能量密度，高效率，長壽命和低維護成本，因此是一項重大改進。這些電池在電解模型下工作，其中鋰金屬氧化物陰極和石墨碳陽極置于由溶解在有機碳酸鹽中的鋰鹽組成的電解質中。

GlobalData指出，以下列出了影響水下應用LIB的關鍵技術趨勢。

替換柴油推進系統(tǒng)中的鉛酸電池

鉛酸電池（LAB）技術，盡管在功率和能量密度方面存在缺點，但作為主推進器的存儲能量源或的備用電池，已經(jīng)生存了一個世紀。然而，越來越高的續(xù)航能力和速度要求刺激了基于成熟鋰離子電池（LIB）技術的新一代儲能技術的發(fā)展。的LIB系統(tǒng)可能是該行業(yè)的一個里程碑。與眾所周知的鉛酸電池相比，鋰離子電池幾乎不需要維護，并且使用壽命更長。

海軍集團，TKMS和薩博（Saab）等主要設計人員已對LIB在未來設計中的使用進行了廣泛的研究。他們有望在不久的將來發(fā)布由LIB驅動的設計。

LIB的石墨烯涂層

廣泛應用中的儲能經(jīng)濟性，再加上系統(tǒng)成本的下降，很可能會導致電池儲能解決方案的快速增長。鋰離子電池對于能量存儲至關重要。以LIB供電的電動汽車的增長不斷增長，導致鋰離子技術的進步以及鋰基電池價格的穩(wěn)步下降。

盡管鋰離子電池比其他電池儲能技術更受歡迎，但石墨烯的引入可能會徹底改變儲能技術的利用方式，從而增強其市場潛力。石墨烯不過是一種碳基材料，其厚度僅為一個原子，可用于制造重量輕，經(jīng)久耐用且適用于高容量儲能的電池，并且它們可以快速充電。

最近，三星技術學院（SAIT）和首爾國立大學化學與生物工程學院的研究人員合作設計了一種用于鋰離子電池的石墨烯涂層，以使充電速度提高五倍，并提高45％的電池容量。

改進的電池存儲技術

預計電池存儲將在電動汽車領域的能源轉型中發(fā)揮關鍵作用，并且將成為提供靈活性并為電網(wǎng)提供可變可再生能源的重要組成部分。

許多電池化學方法仍然可行，但鋰離子電池的發(fā)展已引起市場主導，近年來覆蓋了95-99％的市場部署。其中大部分可以歸功于鋰離子鎳錳鈷（NMC）電池，該電池具有適當?shù)哪芰棵芏群凸β势胶?，并且構成了汽車行業(yè)電池電動汽車當前增長的大部分。LG和三星等品牌主要是NMC電池。特斯拉（Tesla）宣傳其電池為鎳鈷鋁（NCA）電池。隨著這些電池的價格越來越便宜，只需將它們大量堆疊起來，它們就可以長期用于長期應用。鋰離子磷酸鐵鋰（LiFePO4）電池的能量密度也隨著時間的推移而不斷增加，而成本卻出現(xiàn)了類似的下降，這使得LiFePO4也是短時和長時功能的可行候選者。

將電池化學類型更改為Li-S，Li-O或Mg-離子有可能提高能量密度，并確保更快和更多的充電周期。此類改進對于移動應用程序尤其重要。

然而，新型技術和化學材料都面臨著與以NCM/A化學藥品為基礎的傳統(tǒng)鋰離子電池成本不斷下降競爭的挑戰(zhàn)。如今，這些電池的低成本和不斷提高的能量密度并不是通過在技術上取得突破來超越競爭對手，而是通過對生產(chǎn)方法，工具，速度和效率進行持續(xù)，直接的工程優(yōu)化。

循環(huán)壽命更長

經(jīng)過幾千次充電后，典型的鋰離子（li-ion）電池組必須更換為新的。但是隨著技術的最新發(fā)展，這些廢舊電池可以繼續(xù)享有第二，第三甚至第四次壽命。目前，大多數(shù)電信塔運營商和公用事業(yè)公司都在利用二次電池來優(yōu)化其運營成本。

電池壽命周期的有效管理可能是水下應用未來的關鍵。原始設備制造商（OEM）將專注于設計高效的熱管理系統(tǒng)和編程使用控制，以延長電池壽命。

快速充電鋰離子電池

就對高能量密度和安全可充電電池的需求而言，當前的移動設備和電力運輸技術市場正在擴展。

對于鋰離子電池，有幾種類型的研究將突破鋰離子電池的倍率能力的界限。電動汽車（EV）行業(yè)尤其需要更高的充電率，據(jù)說，這種充電率開始可與內燃機的加油時間相媲美，這將減輕所謂的“里程焦慮”并推動其在電動汽車方面的廣泛應用。