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1 加1 怎么大于2
低温不掉电、碰撞要安全，再加上功率、能量密度、快充、循环寿命等六大项，基本是衡量电池性能的主要指标。然而，根据我们对动力电池产业的了解，这六个性能指标往往难以兼得。
电池头部厂商宁德时代现在想把不同材料体系、技术构造的电池互相组合，变成互相取长补短的电池系统，来弥补没有完美固态电池的遗憾。
比如我们曾多次介绍的钠电池，它耐低温，零下40 摄氏度的温度都不会有太多损耗，但能量密度远低于三元锂电池，那就把它们放在一起，诞生一个新的“双核电池”；或者把超充电池和“无负极”电池组合在一起，补上超充电池的能量密度短板。
“无负极”的高能量
组合可不可行先不说，这个无负极电池真的已经要上车了吗？
所谓无负极电池，又称为“自生成式负极电池”。传统锂电池主要由正极、负极、电解液和隔膜四部分组成，电池的能量密度主要取决于正负极材料，电解液和隔膜的作用在于确保锂离子顺利穿梭完成能量转换，同时避免电池正负极短路。
而动力电池负极的主流选择是石墨。传统动力电池正极会使用金属铝箔作为集流体，负极用铜箔；铜箔上刷一层均匀的石墨层，就变成了负极。
集流体的命名来自它的功能，它主要是用来收集电流的，让电子在电池内部和外电路之间流动。石墨很重要，它得承载接纳正极过来的锂离子；但自生成式负极电池顾名思义，就不需要石墨了，它只需要保留铜箔作为集流体即可。
这种电池充电时，锂离子从正极脱出，到达负极集流体表面沉积为金属锂，形成临时负极。到放电时，金属锂再转化为离子返回正极。
简单来说，金属锂的电荷存储能力比石墨高了十倍有余，负极变成金属锂后，储能能力会大幅提升。根据宁德时代数据，自生成式负极电池的体积能量密度可提升60%，重量能量密度可提升50%。
负极背后的系统问题
但怎么让负极上老老实实形成一块平整的锂金属呢？
在讲解固态电池时我们提到，锂离子析出时会跟负极表面产生反应，形成锂枝晶，影响电池性能和安全性。自生成式负极电池也会有锂枝晶的苦恼。
当金属锂要在负极表面形成负极时，由于集流体表面不一定平整、电流分布不均匀、电解液副反应等原因，还是可能形成坑坑洼洼的金属锂负极。那些凸起的部分就是锂枝晶，还是会影响动力电池的循环性能。
最开始的想法是在集流体上先沉积一层锂箔，由于金属锂的物理特性，它在之后的沉积过程中会老老实实地一层层均匀沉积，减少锂枝晶的出现。
理论可行，但是产业界接受不了。
锂金属质地柔软、延展性差，难以制成超薄且均匀的箔片。另外，锂对于水氧敏感，容易发生事故，加工环境需要严格控制，因而工艺流程十分繁杂；加上锂金属价格本来就高，生产成本简直是直线上升。
安全性短板难以忽视
宁德时代的“自生成”方法就要安全得多。
根据分析，宁德时代在电池负极生产极片的阶段确实只有集流体，没有均匀沉积的锂箔。当电池生产完成，要进行第一次充放电时，通过前期对涂层的优化、电流的控制等系统性调节，让锂离子主动在负极沉积形成一层平整的锂箔。
重点就是前期系统性的工程优化，并不是一点突破即可，而是要探究每个原材料以及它们的组合效果。
还有一个安全问题，如果电解质是固态的，负极用金属锂当然没什么太大问题。但是这个自生成负极电池明显用的还是电解液，怎么保证活泼的锂金属不出现副反应，不影响电池的循环寿命？
从已发布的资料来看，宁德时代用的是一种人造SEI 膜（界面保护层）的方式，来保证安全性——当然不会是百分之百的安全。
自生成式负极电池技术牺牲最多的还是快充能力，而超充电池的峰值充电倍率可达12C（数字越高，充电速度越快），所以两者被宁德时代凑在了一起。但是自生成负极技术虽然潜力巨大，但每一个环节都有挑战，商业落地真的会这么顺利吗？
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