2019年諾貝爾化學(xué)獎授予三位科學(xué)家——美國學(xué)者約翰·古迪納夫、斯坦利·威廷漢和日本學(xué)者吉野彰，表彰他們對鋰離子電池研發(fā)的卓越貢獻(xiàn)。當(dāng)前，鋰離子電池廣泛用于電動汽車等領(lǐng)域，全球正在變成一個“可移動充電的世界”。2019年，電池領(lǐng)域出現(xiàn)了多項重大技術(shù)進(jìn)展。
高溫下可安全充電
通常，鋰離子電池充電超過60攝氏度會大幅縮短電池壽命。2019年10月，美國賓夕法尼亞州立大學(xué)發(fā)布了一項新技術(shù)，將鎳箔附著在電池的負(fù)極端，鋰離子電池溫度在10分鐘內(nèi)可以達(dá)到60攝氏度，充電完成后快速冷卻，可以把高溫對電池的有害影響降至最低，目前已安全充電1700次。
充電同時可“捕捉”二氧化碳
二氧化碳是影響氣候變化的重要氣體，如何把“廢氣”變成“寶”是各國科學(xué)家關(guān)注的重點。2019年10月，美國麻省理工學(xué)院發(fā)布一種新型電池——“電擺”電池，可以“捕捉”空氣中的二氧化碳。通過將聚蒽醌化合物涂在電極的兩端，電池在充電的同時可以吸收空氣中的二氧化碳。7000個充電周期后，電池容量僅下降了30%。目前，研究人員計劃將“電擺”電池充電周期提高到2萬至5萬個。
鋰—二氧化碳電池可完全充電
鋰—二氧化碳電池是一種極具吸引力的儲能系統(tǒng)，其能量密度是普通鋰離子電池的7倍以上。然而，在充電過程中，鋰—二氧化碳電池會積累過多的碳物質(zhì)，導(dǎo)致充電效率越來越低。2019年9月，美國伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校發(fā)布了一項新技術(shù)，利用電池陰極內(nèi)置的二硫化鉬的“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)，有效防止電池碳堆積。目前，該型電池已完成了500個充電周期測試，充電效果良好。
具有熔融硅核心的電網(wǎng)級儲能
風(fēng)能、太陽能、地?zé)岬瓤稍偕茉纯梢援a(chǎn)生大量電能，但同時需要建設(shè)大量的儲電設(shè)備。2019年4月，澳大利亞一家公司推出了一種新型熱能設(shè)備，采用模塊化電池，可以儲存任何來源的電能。該設(shè)備利用電能先熔化絕緣室內(nèi)的硅，再將熱能轉(zhuǎn)化為電能。該熱能儲電設(shè)備的一大優(yōu)點是熔融硅不會像鋰一樣降解。在測試中，熱能設(shè)備在3000個測試周期中未出現(xiàn)退化跡象，使用壽命預(yù)計可以達(dá)到20年。在同等容量下，熱能儲電設(shè)備的儲能是鋰離子電池的6倍，但單價只有鋰離子電池的60%至80%。
能量密度翻倍
與傳統(tǒng)燃料相比，電動汽車鋰離子電池的能量密度仍顯不足，不增加電池重量就難以提高車輛續(xù)航里程。2019年10月，澳大利亞迪肯大學(xué)前沿材料研究所發(fā)布一項新技術(shù)：新型電池使用鋰金屬陽極，避免了傳統(tǒng)易燃的揮發(fā)性液體電解質(zhì)，充電更加安全。電池重量不增加，就可以使鋰離子電池的能量密度增加一倍，有效提升電動汽車的續(xù)航里程，讓電動飛機(jī)的續(xù)航里程也更具有意義。
全球最大儲能項目擴(kuò)建
2017年，特斯拉贏得了世界上最大的鋰離子電池的合同，為澳大利亞南澳大利亞州建造12.9萬度儲電設(shè)備，最大輸出功率達(dá)到了100兆瓦。根據(jù)最新一項協(xié)議，澳大利亞南澳大利亞州要求特斯拉將該項目最大儲電容量和輸出功率提高至19.35萬度和150兆瓦。
