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获诺贝尔奖后 下一次电池革命还有多远?

北极星储能网  来源:车早茶  作者:李润泽  2019/10/15 16:36:14  我要投稿  

北极星储能网讯:摘要:电池技术不仅仅影响着工业的发展,更是对世界能源结构也产生着一定的影响。想要彻底摆脱化石能源电力,发展可再生电力,必不可少的就是储能装置,在用电波谷将电力储存起来。

(来源:微信公众号“车早茶” ID:chezaocha 作者:李润泽)

在当地时间10月9日晚,瑞典皇家科学院宣布将2019年的诺贝尔化学奖颁发给三位科学(化学家)家,他们分别是美国的科学家John B Goodenough、英国的化学家M Stanley Whittingham和日本的化学家Akira Yoshino。

诺贝尔官方对他们的评语是:“他们的研究工作,奠定了无线时代和摆脱化石燃料的基础。”没错,他们毕生的心血都集中在锂电池领域,他们三个人的研究合力将锂电池的技术发展至今。

其中尤为关键的是来自美国的科学家John B Goodenough,正是他在1976年发现的钴酸锂材料,开创了锂电池的时代;而他在1997年,他所发现的磷酸铁锂材料,更是打开了锂电池大规模运用的大门。

而目前新能源汽车电池的主要类型便是磷酸铁锂电池与钴酸锂电池,可以说新能源汽车的发展,很大一部分就是基于他的研究成果。也正是这一场诺贝尔的颁奖礼,让世人的目光都集中在了电池领域,要知道自20世纪90年代至今,电池技术已经陷入了长时间的停滞状态,虽然能量密度在不断的提升,但是在材料上却没有明显的突破性进步。

固然很多人会说,最新的石墨烯电池热度不低,宣传效果看起来也很厉害,它不算是一种突破吗?诚然,若是在实验室范围内,石墨烯材料在电池产业中的确算得上一次重大的突破。它有着结构稳定、导电性高、强度高、性能强等优点。但是受限于产量问题,不能大规模运用的它不足以称为一次电池技术革命。

现在对电池技术依赖极大的新能源汽车领域中,电池能量密度和充电速度的快慢,直接决定着新能源汽车产业的前进速度。而不仅仅是新能源汽车领域需要一次电池革命,在工业时代发展到现在,各行各业都需要一种更高能量密度的储能装置,来推进工业的进一步发展。

那么众人所期待的下一次电池革命,还要多久才能到来呢?会产自哪一块呢?很遗憾的是,确切的答案茶哥也并不确定,但是却通过一些蛛丝马迹得到了以下结论:

1. 固态电池或将成为主要研发方向

电池技术不仅仅影响着工业的发展,更是对世界能源结构也产生着一定的影响。想要彻底摆脱化石能源电力,发展可再生电力,必不可少的就是储能装置,在用电波谷将电力储存起来。另一方面,更小更轻更多能量更低成本,也是所有采用电池设备所渴望看到的新型电池,所以电池的主流发展方向必定是朝着提高能量密度而去。

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如此一来,目前众多的电池种类里,在能量密度方面潜力巨大的当属固态电池。其固态的电解质拥有更高的密度,可以让更多带电粒子聚集在一端,便拥有了更高的能量密度。目前最新的Li-CO2固态电池能量密度在实验室条件已经高达1876Wh/kg,而现在最先进的三元锂电池能量密度最高也不过350Wh/kg。

上文中所提到的锂电池之父,刚获得诺贝尔奖的美国科学家Goodenough,虽然目前已经97岁高龄,现在还依旧在研发固态电池的前线上努力着,而他开始这项研究到现在已经到了第7个年头。本次获得诺贝尔奖之后,他当下的研究得到了很多人的重视,而且很大可能会吸引大量的资金进入这一领域。

2. 磷酸铁锂电池或将在公共交通中继续发挥更大作用

目前磷酸铁锂电池主要的运用范围是在公共交通领域,其成本低和不含重金属的优点,再加上稳固的P-O键带来的高安全性,让各国的新能源公共车辆生产厂家纷纷选择它来作为动力电池。

不过受限于当下的材料,磷酸铁锂电池目前的能量密度较之主流的三元锂电池低出了不少,同时在低温条件下的稳定性也有一定的缺陷。但又由于它循环寿命高的优点,让科学家们也没有放弃对它的改进研究。

据最新的消息显示,部分磷酸铁锂电池生产厂家在对正极、负极、电解液以及粘结剂作出改进后,试生产出的磷酸铁锂电池的低温稳定性提升了许多。

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而部分实验室通过优化电池材料的方法,让磷酸铁锂电池的能量密度也上升至200Wh/kg以上,虽然与最好的三元锂电依旧有着不小的差距,但是已经提升了将近一倍的能量密度,同时也还有着极大的进步空间。

诺贝尔化学奖的颁发,将所有人的目光都集中在了电池技术之上。在可见的未来中,电能也将取代化石燃料成为我们主要的运用能源。甚至可以说,下一次电池技术的突破,将会是继第二次工业革命后,人类发展史上最重要的一次技术进步,希望那一天的到来不会太遥远。


原标题:锂电池之父获诺贝尔奖,下一次电池革命还有多远?

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