“水电池”又来了,不燃不爆充电快,谁才是未来电池真正的王者?

admin 最新科技 2024-08-14 26 0

综述

最近,一则震撼人心的消息发布在国际顶尖的学术期刊《先进材料》和《SmallStructures》上。辽宁大学的科学家团队,与澳大利亚皇家墨尔本理工大学的科学家们,进行了联合研发,成功开发出了一种被称为“水性金属离子电池”的新型电池技术。

该技术利用水作为电解质,替代传统的有机电解质,不起火不燃爆,循环寿命相当于商用锂离子电池,研究人员认为,可以在1-3年内取代铅酸电池,5-10年内取代锂离子电池。

市场主流锂电池

大家都知道,现在手机、电动车啥的,都离不开锂电池。但是,锂这玩意儿可是稀缺资源,价格还不便宜。它是目前市场上广泛应用的主流电池技术。

在整个充放电过程中,锂离子在正负极材料间来回穿梭,就像坐在摇椅上前后摇摆一样,因此形象地被称为“摇椅电池”或“锂离子电池”。

锂电池依赖于隔膜来防止正负极直接接触,以免短路,同时允许锂离子顺利通过。维持合适的电解液浓度和电极结构稳定性,是保证电池高效安全工作的重要条件。

比亚迪的刀片电池,本质上就属于磷酸铁锂电池范畴,通过创新设计提升了空间利用率和安全性,但并未改变其基本化学体系。

钠电池更先进

相比于锂电池,钠资源丰富,成本更低,价格估计只有锂的1%到3%, 但由于能量密度较低,还在发展过程中,适合应用于大规模储能系统,以及某些对成本敏感的地方。有人说,下一代电池,是钠离子电池。

钠电池作为一种新兴的电池技术,其发展潜力和商业前景得到了国际上的广泛关注。连德国巴斯夫这样的全球领先化工企业,也参与钠电池材料的研发和生产当中。

钠离子电池在整个充放电循环过程中,电解质起到传导离子的作用,而不发生化学反应,正负极材料的晶体结构在合理的充放电条件下不会遭到严重破坏,从而保证了电池的稳定性和循环寿命。

固态电池

那为什么又出来一个固态电池,被认为是下一代电池技术的有力候选者呢?

其实固态电池是锂电池发展的延伸,它使用固态电解质替代液态电解质,有望解决现有锂电池的安全隐患、提高能量密度,并增强电池的稳定性和耐久性。但目前还面临成本高昂、规模化生产和电解质材料性能优化等问题。

水电池

水电池,就是我们前文所说的“水性金属离子电池”,它使用水代替有机电解质,这使得电流能够在正极和负极端子之间流动,具有安全不起火、不燃爆的优点,解决了锂离子电池最致命的问题。

研究人员在该电池使用锰和锌等金属材料,不但解决了成本问题,同时也解决了电池报废后的处理问题。他们将铋金属及其氧化物镀在电极上,可以防止枝晶的生长,减少故障率。

首席研究员马教授称,水电池的循环寿命,已经和市场上的商用锂离子电池相当了,不过在能量密度上,还只有特斯拉所用锂离子电池的30%。

谁才是未来电池的王者

当问及马天一教授,“谁才是未来电池的王者”,“水电池”有没有可能是电池最后的胜出者,马教授表示,目前正在开发的电池实在太多了,有锂电池,钠电池、空气电池等,以及液态、半固态、固态、凝聚态等等,旁边还有氢电池虎视眈眈,未来究竟什么电池能够脱颖而出,还真是不好说。

结语

随着可再生能源产能快速增长,电池储能技术即将逐渐取代石油、煤炭和天然气等化石燃料的地位,成为全球能源体系的核心支柱。

锂离子电池虽已率先开启了这一新篇章,但储能技术的故事远未终结,其未来发展及可能取代锂离子电池的新技术形态仍然充满无限想象空间和变革机遇。

哪种电池才是电池最后的终结者?欢迎评论区留言!!

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