2022年電池技術(shù)研究突破不完全匯總

———2022年電池技術(shù)研究突破不完全匯總有關(guān)電池技術(shù)的新突破，始終牽動(dòng)著很多人的心。盡管很多討論都被吐槽“理論大過實(shí)際”，但多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)還是給我們帶來了2022年度的一些重大驚喜。比如賓夕法尼亞州立高校的新型快充電池，就宣稱能夠在充電時(shí)加熱至60℃（140℉），然后快速降低至環(huán)境溫度，從而在10分鐘內(nèi)完成充電。

抱負(fù)狀況下，鋰離子電池應(yīng)當(dāng)充電時(shí)保持在肯定的溫度范圍內(nèi)，否則存在著性能退化、壽命大減的風(fēng)險(xiǎn)。

若能夠在受控條件下平安充電，則能夠在較高的溫度下，享受到更多的好處——比如縮短充電所需的時(shí)間。

今年10月，賓夕法尼亞州立高校的一支討論團(tuán)隊(duì)，就展現(xiàn)了這樣一種新型吸熱電池。此前，業(yè)界普遍不敢逾越60℃（140℉）的高溫充電禁區(qū)。

不過這種只需加熱10分鐘至特定溫度的新方案（隨后快速冷卻至環(huán)境溫度），能夠?qū)⒂泻τ绊懡档阶畹?。為此，該團(tuán)隊(duì)將鎳箔，附著在電池負(fù)極端子上，使其在電子流過時(shí)快速變暖，然后再次快速冷卻。

通過這種方法，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了在1700個(gè)循環(huán)條件下的平安充電。這樣的效率，可在短短10分鐘內(nèi)，為電動(dòng)汽車增加200~300英里（320~480公里）的續(xù)航。

其次是MIT討論團(tuán)隊(duì)帶來的新型電池，其能夠在底部泵入并捕獲二氧化碳，然后在頂部吐出新奇空氣。在設(shè)備填滿后，可將其沖洗并用于工業(yè)純二氧化碳的儲存。

其在電極上涂覆了一種被稱作聚蒽醌的化合物，使之恰好能夠汲取四周的二氧化碳分子。該過程可在充電時(shí)自然發(fā)生，直到電極上儲滿了二氧化碳。此時(shí)可將收集來的二氧化碳用于工業(yè)產(chǎn)品，且實(shí)測表明，即便經(jīng)受了7000次循環(huán)周期，其效率也僅下降30%。不過討論團(tuán)隊(duì)的新目標(biāo)，是將其增加到2~5萬次周期。

第三種是伊利諾伊高校芝加哥分校（UIC）帶來的支持完全充電的鋰-二氧化碳電池。其密度為鋰離子電池的7倍以上，但難點(diǎn)在于可反復(fù)充放電版本的制造過于困難。

為克服充電過程中附著在催化劑上的積碳，該電池利用內(nèi)置在陰極中的二硫化鉬‘納米片’、以及由離子液體和二甲基亞砜組成的混合電解質(zhì)。

如此一來，其不僅防止了碳在催化劑上的積累，還使電池可持續(xù)500次循環(huán)充電。

第四項(xiàng)是澳大利亞初創(chuàng)企業(yè)ClimateChangeTechnologies（CCT）帶來的綠色儲能設(shè)備RealVector，這是一種比標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電網(wǎng)存儲更有效的解決方案。

CCT的熱能設(shè)備（TED），也是全球首批投入使用的可工作熱電池之一。其支持模塊化搭建，可接收風(fēng)能、太陽能等儲能來源，將之用于熔化絕緣室內(nèi)的硅。

熱機(jī)可按需提取能源，單個(gè)TED裝置可容納1.2MWh能量，且支持敏捷搭建各種不同的組合。

CCT的技術(shù)優(yōu)勢，在于熔融硅不會像鋰那樣被降解。實(shí)測表明，即便經(jīng)受了3000次循環(huán)，其仍未消失退化跡象。估計(jì)裝置可使用20年、甚至更長的時(shí)間。此外，據(jù)稱每套TED的儲能為鋰離子電池的六倍，且造價(jià)僅為后者的60~80%。

第五項(xiàng)突破是有助于改善鋰離子電池能量密度和平安性的新技術(shù)，上個(gè)月的時(shí)候，澳大利亞迪肯高校前沿材料討論所提出了一套新方案，并演示了一種新型電池。

該電池使用了聚合物固體電解質(zhì)，算是業(yè)內(nèi)明確使用無液體高效鋰離子運(yùn)輸方案的首個(gè)實(shí)例。通過避開易燃、易揮發(fā)的液體電解質(zhì)，這種固態(tài)電池不僅更加平安，還有望搭配鋰金屬陽極來使用，讓鋰電池密度輕松翻番。

若投入實(shí)際運(yùn)用，固態(tài)電池可讓電動(dòng)汽車（甚至電動(dòng)飛機(jī)）擁有更大的續(xù)航里程。

最終，早在2022年，特斯拉就拿下了為南澳大利亞建筑129MWh鋰離子儲能電站的合同，最大輸出功率為100MW。

然而依據(jù)一項(xiàng)新的協(xié)議，其將進(jìn)一步增加64.5MWh的容量、以及50MWh的輸出。這項(xiàng)定于2022年中進(jìn)行的項(xiàng)目，將使得全球最大電池設(shè)施的字面數(shù)據(jù)增加約50%。

有關(guān)電池技術(shù)的新突破，始終牽動(dòng)著很多人的心。盡管很多討論都被吐槽“理論大過實(shí)際”，但多個(gè)科研團(tuán)隊(duì)還是給我們帶來了2022年度的一些重大驚喜。比如賓夕法尼亞州立高校的新型快充電池，就宣稱能夠在充電時(shí)加熱至60℃（140℉），然后快速降低至環(huán)境溫度，從而在10分鐘內(nèi)完成充電。

抱負(fù)狀況下，鋰離子電池應(yīng)當(dāng)充電時(shí)保持在肯定的溫度范圍內(nèi)，否則存在著性能退化、壽命大減的風(fēng)險(xiǎn)。

若能夠在受控條件下平安充電，則能夠在較高的溫度下，享受到更多的好處——比如縮短充電所需的時(shí)間。

今年10月，賓夕法尼亞州立高校的一支討論團(tuán)隊(duì)，就展現(xiàn)了這樣一種新型吸熱電池。此前，業(yè)界普遍不敢逾越60℃（140℉）的高溫充電禁區(qū)。

不過這種只需加熱10分鐘至特定溫度的新方案（隨后快速冷卻至環(huán)境溫度），能夠?qū)⒂泻τ绊懡档阶畹?。為此，該團(tuán)隊(duì)將鎳箔，附著在電池負(fù)極端子上，使其在電子流過時(shí)快速變暖，然后再次快速冷卻。

通過這種方法，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了在1700個(gè)循環(huán)條件下的平安充電。這樣的效率，可在短短10分鐘內(nèi)，為電動(dòng)汽車增加200~300英里（320~480公里）的續(xù)航。

其次是MIT討論團(tuán)隊(duì)帶來的新型電池，其能夠在底部泵入并捕獲二氧化碳，然后在頂部吐出新奇空氣。在設(shè)備填滿后，可將其沖洗并用于工業(yè)純二氧化碳的儲存。

其在電極上涂覆了一種被稱作聚蒽醌的化合物，使之恰好能夠汲取四周的二氧化碳分子。該過程可在充電時(shí)自然發(fā)生，直到電極上儲滿了二氧化碳。此時(shí)可將收集來的二氧化碳用于工業(yè)產(chǎn)品，且實(shí)測表明，即便經(jīng)受了7000次循環(huán)周期，其效率也僅下降30%。不過討論團(tuán)隊(duì)的新目標(biāo)，是將其增加到2~5萬次周期。

第三種是伊利諾伊高校芝加哥分校（UIC）帶來的支持完全充電的鋰-二氧化碳電池。其密度為鋰離子電池的7倍以上，但難點(diǎn)在于可反復(fù)充放電版本的制造過于困難。

為克服充電過程中附著在催化劑上的積碳，該電池利用內(nèi)置在陰極中的二硫化鉬‘納米片’、以及由離子液體和二甲基亞砜組成的混合電解質(zhì)。

如此一來，其不僅防止了碳在催化劑上的積累，還使電池可持續(xù)500次循環(huán)充電。

第四項(xiàng)是澳大利亞初創(chuàng)企業(yè)ClimateChangeTechnologies（CCT）帶來的綠色儲能設(shè)備RealVector，這是一種比標(biāo)準(zhǔn)的鋰離子電網(wǎng)存儲更有效的解決方案。

CCT的熱能設(shè)備（TED），也是全球首批投入使用的可工作熱電池之一。其支持模塊化搭建，可接收風(fēng)能、太陽能等儲能來源，將之用于熔化絕緣室內(nèi)的硅。

熱機(jī)可按需提取能源，單個(gè)TED裝置可容納1.2MWh能量，且支持敏捷搭建各種不同的組合。

CCT的技術(shù)優(yōu)勢，在于熔融硅不會像鋰那樣被降解。實(shí)測表明，即便經(jīng)受了3000次循環(huán)，其仍未消失退化跡象。估計(jì)裝置可使用20年、甚至更長的時(shí)間。此外，據(jù)稱每套TED的儲能為鋰離子電池的六倍，且造價(jià)僅為后者的60~80%。

第五項(xiàng)突破是有助于改善鋰離子電池能量密度和平安性的新技術(shù)，上個(gè)月的時(shí)候，澳大利亞迪肯高校前沿材料討論所提出了一套新方案，并演示了一種新型電池。

該電池使用了聚合物固體電解質(zhì)，算是業(yè)內(nèi)明確使用無液體高效鋰離子運(yùn)輸方案的首個(gè)實(shí)例。通過避開易燃、易揮發(fā)的液體電解質(zhì)，這種固態(tài)電池不僅更加平安，還有望搭配鋰金屬陽極來使用，讓鋰電池密度輕松翻番。

若投入實(shí)際運(yùn)用，固態(tài)電池可讓電動(dòng)汽車（甚至電動(dòng)飛機(jī)）擁有更大的續(xù)航里程。

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