美国固态电池公司 Natrion 近日宣布于4 月 18 日在佛罗里达州迈尔斯堡举行颁奖典礼上荣获美国爱迪生奖。该公司最近在电动汽车 (EV) 和其他电动汽车应用的固态电池材料大规模商业化方面的技术成果达到了一个重要的里程碑。
Natrion 联合创始人兼首席执行官科西亚科夫（Alex Kosyakov）表示，获得这一奖项认可“证明了我们团队的辛勤工作、技能和产出，以及我们技术的成熟度及其对世界各地汽车制造商的价值”。
Natrion 最近在锂离子和锂金属电池专利组件方面取得了重大技术和商业化进展，在锂金属电池 (LMB) 中达到 430 Wh/kg 能量密度的阈值。
Natrion 的专利固态电解质隔膜（称为 LISIC）对下一代锂金属电池 (LMB) 也进行了额外验证。不同于当前的锂离子电池（LIB）的石墨阳极材料，锂金属电池采用金属锂作为阳极。根据该公司发的信息，
测试表明：
在增加面积容量的情况下保留充电/放电速度：自 2022 年第四季度以来，Natrion 在不影响充电/放电速率的情况下将其原型 LMB 电池的面积容量增加了一倍，目前在测试中达到了 4.0 mAh/cm2。
近环境条件下的高循环性：这些 4.0 mAh/cm2的电池在环境温度下循环次数已超过 200 次，额外外部压力仅为 34 psi（大致相当于普通汽车轮胎的压力）。相比之下，许多替代性 LMB 解决方案需要超过 200 psi 的压力才能运行，这使得电动汽车电池组的设计和构造变得非常复杂，并阻碍了在消费电子产品中的使用。
突破性的能量密度：新增加的面积容量最大限度地提高了效率，从而使电池的能量密度超过430 Wh/kg。与当前最先进的 LIB（大约 280 Wh/kg）相比，性能提高了 50% 以上。能量密度的增强意味着使用相同尺寸电池的电动汽车 (EV) 一次充电后的行驶里程可增加 50%。
4.0 mAh/cm2 LMB 电池的主要特性包括：
M3 液体润湿剂：LISIC 是一种固态电解质，可在电极之间移动离子，而 Natrion 的专利产品 M3 是一种不易燃液体，可在电极内部移动离子，并有助于在较低压力下实现强大的 LMB 充电/放电性能。
LISIC 质量改进：Natrion的 Gen-1 LISIC 隔膜现在厚度仅为 12 微米，提高了电池效率和电荷传输速度。
无与伦比的热稳定性：基于 LISIC/M3 的 LMB 的另一个关键区别是，即使在完全充电且温度远高于锂金属熔点 (~350°F) 的情况下，它们也能保持良性。
科西亚科夫表示，采用金属锂和高镍 NMC 阴极的电池在 100% 充电状态下的这种热稳定性应该可以“平息有关用 LISIC 和 M3 制成的 LMB 安全性的任何争论”。
LISIC隔膜同样可提升锂离子电池性能
Natrion 还对石墨基锂离子电池（LIB）内部的 LISIC 隔膜进行了额外测试，表明这种隔膜可用于当前的电动汽车和消费电子产品中使用的最先进的电池。
虽然将 LISIC 应用到 LIB 的主要原因最初是出于安全考虑，因为该材料具有高度耐热性，但 Natrion 的最新测试结果表明，电解质隔膜不仅能提高 LIB的性能，还可以增强 LIB 的防火性能。
在相同的测试条件下，与使用当下主流的聚乙烯 (PE)/聚丙烯 (PP) 电解液隔膜的电池相比，使用 LISIC 隔膜制成的锂离子电池的放电能量高出 10-15%。
科西亚科夫补充道，利用像 LISIC 这样的固态隔膜不仅可以降低火灾风险，还可以增加能量密度，提升电池在电动汽车、消费电子产品、电动垂直起降飞行器等领域的应用可行性。
LISIC隔膜的商业规模准备就绪
Natrion 表示将继续扩大其向潜在客户提供专利电池组件的能力。“我们的团队也一直在努力为 LISIC 和 M3 的生产流程做好准备，”Natrion 工艺工程总监 Krishna Iyer 说道。“我们正在达成目标产线速度，质量控制已经成熟，可以生产宽度超过 80 毫米的 LISIC 隔膜卷，并且可以集成到电池中。随着生产线宽度的扩大，我们希望到 2026 年可以达到 20 吨/年的产能目标，这足以生产240 MWh 的电池，为超过 3,000 辆电动汽车供电。”
Natrion 是美国最早成立的固态电池公司之一，由Alex Kosyakov 和 Thomas Rouffiac 于 2018 年创立，专注于防火、高性能和环保型的锂电池的组件。该公司还在2022 年 LG 能源解决方案电池挑战赛和 2021 年波士顿 MassChallenge 挑战赛中获奖，并参加了 Y Combinator S2019 和纽约大学斯特恩商学院的 Endless Frontiers Lab。该公司已从 Mark Cuban、TechNexus Venture Collaborative 和 Tamarack Global 等多家投资机构获得了超过 300 万美元的投资资金，并赢得了美国国防部的多项补贴和合同。该公司总部位于纽约州宾厄姆顿 (Binghamton, New York)，并在伊利诺伊州尚佩恩 (Champaign, Illinois) 设有业务部门。
