關(guān)于鋰電池電極、電解質(zhì)的各種創(chuàng)新
目前Battaglia博士領導的實驗小組正在研究一種名為“過渡金屬”(transition metals)的材料。這是一種由金屬錳、鎳、鈷和石墨組成的混合物，可用來充當鋰電池的電極。Battaglia表示只要找到上述四種金屬的最佳配比，就能夠有效提高原有鋰電池的能量密度。相比開發(fā)一款全新電池產(chǎn)品所耗費的精力和財力，這種「借力」的方式實在是有夠機智!
其他機構(gòu)的研究人員則探索了多種提高電池能量密度的方式。來自美國斯坦福大學的崔毅和他的同事們正在開發(fā)一種薄膜，它的厚度只有原子大小，可用來包裹電池陽極。據(jù)悉，經(jīng)過薄膜包裹處理后的陽極能夠承載鋰離子的數(shù)量大幅增加，同時搭配用硫制成的陰極(硫，和金屬鋰類似，有著很高的能量密度)，其存儲的電能總量約為同質(zhì)量鋰電池的5倍。
無獨有偶，美國橡樹嶺國家實驗室的梁誠度(音譯)及其研究團隊有著類似的實驗成果。他們正在開發(fā)的一款鋰硫電池并沒有采用傳統(tǒng)液態(tài)或膠狀的電解質(zhì)，而是“劍走偏鋒”的使用了固態(tài)電解質(zhì)，這使得電池本身會變得更加穩(wěn)定，即使能量密度大幅提升也不用擔心出現(xiàn)過熱起火的事故。不過遺憾的是，即便這些電池目前已經(jīng)具備了商業(yè)化的條件，但在正式推向市場之前，還有著很長的一段路要走。
美國橡樹嶺國家實驗室開發(fā)的鋰硫電池
其實，一些體積非常小的固態(tài)電池在小型裝置和傳感器上并不陌生，它們經(jīng)常被用作微型芯片的備用電源。不過這種固態(tài)電池的生產(chǎn)方式和傳統(tǒng)鋰電池大為不同，和半導體的制作工藝頗為相似，即將電池材料通過「印刷」的方式置于底層基板上。
盡管這種固態(tài)電池的能量密度極高，但如若生產(chǎn)用于手機和電動汽車使用的大型產(chǎn)品，成本造價則太過昂貴。為此，已經(jīng)有很多公司在積極嘗試改變這一現(xiàn)狀。Sakti3作為密歇根州本土的一家電池供應商，目標是將“鋰-*電池”每千瓦時的儲能費用降至100美元左右，而英國知名吸塵器制造商戴森近日則為這家公司注資1500萬美金，用于支撐該研究項目的進行。此外，德國大眾集團數(shù)月前曾購入一家位于硅谷、致力于固態(tài)電池研究的初創(chuàng)公司——QuantumScape的5%股權(quán)。
從理論上來看，鋰空氣電池的能量密度最高，而空氣的使用則會大幅降低該電池的重量。盡管研究人員數(shù)年一直在嘗試制作類似的鋰電池，但目前還只是停留在試驗階段，尚無任何可投入商用的重大成果推出。
工業(yè)、家居儲能電池的發(fā)展
當然，在某些特定情況下，電池重量并不是什么問題，而此時金屬「鋰」也面臨著大波的競爭對手。目前，很多公司都在研發(fā)可存儲電網(wǎng)過剩電能的巨型電池，這對仍處于階段性發(fā)展的可再生能源市場會產(chǎn)生不同程度的沖擊。隨著工業(yè)現(xiàn)代化時代的到來，很多電力公司在用電高峰期表現(xiàn)出了「力不從心、疲于應對」的狀態(tài)，如果某些用電需求不高的地區(qū)能夠?qū)⑷哂嚯娏侩S時存儲起來，那么整個電網(wǎng)系統(tǒng)的負荷也將得到有效平衡，可謂物美價廉的解決方案。
但目前僅有不到0.01%的過剩電能被存儲了起來，而任何一家商業(yè)電力公司都有在發(fā)電之初或輸送過程中儲存電能的能力。EOS能源存儲公司副總裁Philippe Bouchard表示紐約和加州的電力公司已經(jīng)在使用其公司推出的類似大型集裝箱的鋅離子電池用于冗余電量的儲存，該電池造價僅160美元/千瓦時，對電網(wǎng)級別的儲能產(chǎn)品而言，有著無可比擬的成本競爭優(yōu)勢。
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