什么是新一代充電電池?
取代現有鋰離子二次電池的“下一代二次電池”
與堿性電池等一次性一次電池不同,二次電池是可以充電并重復使用的電池。與堿性電池和其他用完即棄的一次電池不同,充電電池是一種可重復充電和使用的電池。 充電電池和蓄電池可能比較熟悉。 可充電電池包括鉛酸電池和鎳氫電池,但使用含鋰化合物的鋰離子電池(LIB,目前為 LIB)是目前主流的可充電電池。 這一概念由諾貝爾獎得主吉野明于 1985 年提出,并于 1991 年由一家日本公司**商業化,此后,它被廣泛應用于我們身邊的各種產品中,包括智能手機、筆記本電腦和電動汽車(EV)。 雖然鋰電池的性能在各方面都得到了不斷改進,使其能夠在用電時快速提取足夠的能量,充電速度更快,并且更加耐用,但由于材料本身的性能限制,目前鋰電池的性能也受到了一定的限制。 因此,人們正在開發新的可充電電池,以取代目前的鋰離子電池,例如使用新材料制造電池電極或將電解質轉化為固體。 有可能取代現有鋰離子電池的充電電池統稱為 "下一代充電電池"。
提高汽車和固定應用的性能,實現資源的穩定采購
更高效、更小、能夠以更高密度儲存能量以取代當前鋰離子電池的下一代二次電池的開發取得進展的主要原因是,我們的目標是通過將總體溫室氣體排放量減少到零來實現碳中和。是一項全球運動。開發新一代可充電電池,以更高性能、更小體積和更高密度儲存能量,從而取代目前的鋰離子電池,其主要原因是全球實現碳中和的趨勢,其目標是將總體溫室氣體排放量降至零。 要實現碳中和,就必須提高太陽能和風能等可再生能源在總體電力消耗中所占的比例。 然而,可再生能源很容易受到氣候和天氣條件的影響,從而導致供需不匹配。 因此,需要廣泛使用高性能的可充電電池來儲存所產生的電力。
電動汽車和其他運輸機械的發展也需要新一代充電電池。 電動汽車中的電池性能越好,二氧化碳(CO2)排放量越低,就能生產出一次充電可行駛更長路程的汽車,從而更好地取代汽油動力汽車。 除汽車外,用電力取代化石燃料為飛機提供動力的研究也在進行之中。 與目前的鋰電池相比,有必要開發能量密度更高、壽命更長的下一代充電電池。
下一代充電電池在資源限制方面也備受關注。 目前鋰電池正極使用的鈷正變得越來越稀缺,而且儲量分布不均還存在地緣政治風險。 鋰資源也可能出現短缺。 為了滿足對當前鋰離子電池所用材料日益增長的需求,并應對與材料采購相關的風險,利用新材料開發下一代可充電電池的工作正在進行中。