最近，韓國室溫超導(dǎo)體“LK-99”引起國際廣泛關(guān)注和熱議，且不論其真?zhèn)涡裕僭O(shè)類似“LK-99”一類的室溫超導(dǎo)體真實存在，將給鋰電行業(yè)帶來哪些變化？
一、什么是“室溫超導(dǎo)體”？
超導(dǎo)的全稱是超導(dǎo)電性現(xiàn)象，是指某些材料在溫度降低到某一臨界溫度時電阻突然消失，電流可在其間無損耗流動的現(xiàn)象。具備這種特性的材料稱為超導(dǎo)體。
超導(dǎo)體具有兩個基本特性：零電阻性和完全抗磁性（也稱為邁斯納效應(yīng)）。
零電阻性使得電流在超導(dǎo)體中能夠無限期地流動，而不會因為電阻而損失能量。這種特性在能源傳輸、磁儲存和量子計算等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用價值。
而完全抗磁性意味著超導(dǎo)體將外部的磁場完全排斥在材料外部，導(dǎo)致超導(dǎo)體內(nèi)部磁場強(qiáng)度為零。這種特性可以用于磁懸浮、磁場屏蔽和精確的磁場測量等。
然而，最近備受矚目的“LK-99”，只是檢驗完全抗磁性，零電阻方面還有待驗證。
值得注意的是，所有已知的超導(dǎo)體都需要在低溫或者高壓的條件下才能呈現(xiàn)超導(dǎo)性。盡管有越來越多的科研團(tuán)隊開始探索室溫超導(dǎo)體的可能性，并且近年來也發(fā)布了不少相關(guān)研究，但這些研究在嘗試復(fù)現(xiàn)和進(jìn)一步驗證時都面臨諸多挑戰(zhàn)。
室溫超導(dǎo)體，顧名思義是指能在常溫條件下實現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象的材料。相比其他超導(dǎo)體，室溫超導(dǎo)體的工作條件更容易在日常生活中達(dá)到。如果能夠成功實現(xiàn)室溫超導(dǎo)，其影響將無疑是廣泛而深遠(yuǎn)的。
二、室溫超導(dǎo)可以為電池行業(yè)帶來哪些改變？
對于電池行業(yè)而言，室溫超導(dǎo)體的影響可能體現(xiàn)在以下幾個方面：
1、超級快充
由于室溫超導(dǎo)體可以在電池充電過程中實現(xiàn)零電阻，這意味著電池能在非常短的時間內(nèi)完成充電，從而極大地提高了充電效率。如果此技術(shù)應(yīng)用于電動汽車，將大大縮短充電時間，有效解決電動汽車充電過慢的問題。
簡單來說，1C充電可在60min將電池系統(tǒng)電量充滿，4C代表15min可將電量充滿。當(dāng)前，主流電池公司正在推動充電倍率從1C-2C向4C升級。
電池公司如寧德時代、中創(chuàng)新航、蜂巢能源、孚能科技、億緯鋰能以及巨灣技研等，已在超級快充技術(shù)研究和開發(fā)上提出了各自的創(chuàng)新解決方案。
2、儲能技術(shù)的變革
室溫超導(dǎo)體的應(yīng)用或?qū)⒏淖儍δ芗夹g(shù)。無損耗的電能傳輸將使得大規(guī)模的電力儲存成為可能，有望解決太陽能和風(fēng)能等可再生能源的間斷性問題。此外，由于超導(dǎo)體的完全抗磁性，可以用來制造無損耗的磁性能量存儲系統(tǒng)，將是一個全新的儲能方式。
3、電池集流體材料
在電池制造中，集流體是電池正負(fù)極材料接觸電極的一部分，負(fù)責(zé)傳導(dǎo)電子，其材料的導(dǎo)電性能對電池的性能有很大影響。如果使用室溫超導(dǎo)材料作為集流體，那么電池的能量效率和儲能量都或?qū)⒋蟠筇岣摺?/p>
三、小結(jié)
盡管室溫超導(dǎo)體"LK-99"的真實性仍存在疑問，但不妨讓子彈先飛一會兒。即便這種室溫超導(dǎo)體真的存在，要將其轉(zhuǎn)化為可商用的產(chǎn)品，還需要克服許多挑戰(zhàn)。
首先，批量生產(chǎn)是一個重要問題。實驗室環(huán)境下的室溫超導(dǎo)可能已經(jīng)取得，但批量生產(chǎn)這種材料則可能涉及諸多問題?？蒲腥藛T需要尋找一種經(jīng)濟(jì)、有效且穩(wěn)定的方法，能在大規(guī)模生產(chǎn)中復(fù)制這種超導(dǎo)效應(yīng)。
其次，穩(wěn)定性也是一個主要考慮因素。實驗室條件下可能實現(xiàn)的室溫超導(dǎo)，在實際應(yīng)用中可能會受到各種環(huán)境因素的影響，如壓力、濕度、機(jī)械應(yīng)力等。這些因素都可能對超導(dǎo)材料的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
安全性是另一大關(guān)鍵點(diǎn)。室溫超導(dǎo)材料需要能夠抵抗各種可能的安全風(fēng)險，包括過熱、電弧等問題。這就需要對超導(dǎo)材料的安全特性進(jìn)行深入的研究和測試。
最后，集成問題不容忽視。需要保證室溫超導(dǎo)材料能有效地與現(xiàn)有的電力系統(tǒng)、電子設(shè)備以及各種傳感器和控制器等集成，也是一個重大的挑戰(zhàn)。
總體來說，盡管室溫超導(dǎo)體"LK-99"的潛力令人興奮，但將其轉(zhuǎn)化為實際可用的商業(yè)產(chǎn)品卻并非易事，面臨的挑戰(zhàn)很多。然而，科研人員們并未因此停止探索，無論"LK-99"的最終結(jié)果如何，這個過程都將對電池行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重大推動作用。
最后附上近期室溫超導(dǎo)體相關(guān)研究進(jìn)展：
7月22日，韓國研究團(tuán)隊在預(yù)印本網(wǎng)站arXiv平臺上提交了兩篇論文，聲稱發(fā)現(xiàn)了世界上首個室溫常壓超導(dǎo)體：即在常壓條件下，一種改性的鉛磷灰石“LK-99”能夠在127℃以下表現(xiàn)為超導(dǎo)體。
8月1日，韓國團(tuán)隊描述的超導(dǎo)晶體LK-99被中美俄三國的實驗室同時宣布驗證。
美國勞倫斯伯克利國家實驗室（LBNL）在arXiv上提交論文稱，模擬計算結(jié)果支持LK-99作為室溫環(huán)境壓力超導(dǎo)體。
俄羅斯科學(xué)家Iris Alexandra成功制備出了具備常溫抗磁性的LK-99晶體，而常溫抗磁性正是超導(dǎo)晶體的標(biāo)志之一，其結(jié)果在twitter上發(fā)布。
中國方面，湖北省武漢市華中科技大學(xué)材料學(xué)院實驗室成功首次驗證合成了可以磁懸浮的LK-99晶體，該晶體懸浮的角度比韓國團(tuán)隊描述的樣品磁懸浮角度更大，有望實現(xiàn)真正意義的無接觸超導(dǎo)磁懸浮。
另外，東南大學(xué)的孫悅教授也在B站上公布了室溫超導(dǎo)實驗的全過程，但稱并未觀察到任何可能表明超導(dǎo)的信號，且生產(chǎn)的樣品和磁鐵未產(chǎn)生懸浮現(xiàn)象。
同樣，北航團(tuán)隊也宣稱未發(fā)現(xiàn)LK-99的超導(dǎo)性，特別是他們將韓國團(tuán)隊的X射線衍射圖譜與自己的結(jié)果進(jìn)行了對比，確認(rèn)其制備出了相同的東西。
8月3日，韓國SBS新聞報道稱韓國科研團(tuán)隊室溫超導(dǎo)論文一作已要求撤稿，聲稱論文存在缺陷，完善后已轉(zhuǎn)投正規(guī)期刊，向?qū)W界提供樣品，以供檢驗。
來源：集邦鋰電整理
