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電池技術(shù)改變生活 鈉電池或堪大用
2024年07月11日 13:44:12
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：6008
電池的誕生為人類合理利用能源指引了新的方向，這無(wú)疑是具有里程碑意義的。而伴隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展，科技也隨之得到了推進(jìn)，我們的生活也因此得到了改變。甚至直至今日，我們生活中很多習(xí)以為常的細(xì)節(jié)，已經(jīng)離不開(kāi)電池的幫助。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】電池的誕生為人類合理利用能源指引了新的方向，這無(wú)疑是具有里程碑意義的。而伴隨著電池技術(shù)的不斷發(fā)展，科技也隨之得到了推進(jìn)，我們的生活也因此得到了改變。甚至直至今日，我們生活中很多習(xí)以為常的細(xì)節(jié)，已經(jīng)離不開(kāi)電池的幫助。
而在電池中，鋰電池又是非常特殊的一類電池。得益于其高能量密度、壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，以及可以反復(fù)充放電且充電快、放電穩(wěn)定的特質(zhì)，被摜蛋應(yīng)用于電子產(chǎn)品、電動(dòng)車、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域。甚至從某種程度上來(lái)說(shuō)，鋰電池技術(shù)直接影響了消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及電動(dòng)汽車的普及。
但與此同時(shí)，鋰電池同樣存在許多問(wèn)題，例如極端溫度下的穩(wěn)定性。而更重要的一點(diǎn)是鋰資源的儲(chǔ)備問(wèn)題。盡管從整體上看，鋰在地殼中的豐度居第27位，是一種儲(chǔ)備豐富的資源，但是該數(shù)據(jù)只能反映其資源潛力。事實(shí)上，鋰資源的分布集中且不太均勻，目前全球已探明的鋰礦儲(chǔ)量約為1.12億噸，但其中約78%的儲(chǔ)量集中在智利、澳大利亞和阿根廷三國(guó)(并且這之中南美三角占比更大)。加上鋰資源還是以鹽湖、結(jié)晶巖、粘土等形式存在的，因此考慮開(kāi)發(fā)成本和難度等多方面因素，實(shí)際可供我們開(kāi)發(fā)的鋰其實(shí)十分有限。
與之相對(duì)的是日趨增長(zhǎng)的使用需求。由于目前全球范圍內(nèi)都在開(kāi)發(fā)綠色能源產(chǎn)業(yè)，鋰電池作為重要的儲(chǔ)能載體，自然也被高度重視。鋰離子電池需求激增，也間接導(dǎo)致鋰的價(jià)格不斷攀升。形成了市場(chǎng)與技術(shù)之間的矛盾。相對(duì)的，尋找一種新的廉價(jià)且能快速充電的大容量電池成為目前該領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展需求。
其中鈉固態(tài)電池得到了高度關(guān)注。一方面鈉元素在地球上的儲(chǔ)量豐富，遠(yuǎn)超過(guò)鋰元素，這使得鈉固態(tài)電池在原材料成本上具有顯著優(yōu)勢(shì)；另一方面，鈉固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，理論上能夠解決傳統(tǒng)液態(tài)電池電解液泄漏、易燃易爆等安全問(wèn)題，提高了電池的能量密度和循環(huán)壽命。但從實(shí)際開(kāi)發(fā)的角度來(lái)說(shuō)，固態(tài)電解質(zhì)與電極的界面穩(wěn)定性、負(fù)極材料的研發(fā)、隨之產(chǎn)生的成本都成為了限制這個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步突破的關(guān)鍵問(wèn)題。
而就在最近，問(wèn)題似乎出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)，美國(guó)科學(xué)家研制出無(wú)陽(yáng)極鈉固態(tài)電池，這一成果有助開(kāi)發(fā)出廉價(jià)且能快速充電的大容量電池，以用于電動(dòng)汽車和電網(wǎng)。
據(jù)悉，相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)采用了具有類似液體流動(dòng)性的固體鋁粉來(lái)構(gòu)建集電器，從而保證了電解質(zhì)和集電器之間能夠良好的接觸，并且不會(huì)在放電過(guò)程中導(dǎo)致固體電解質(zhì)界面堆積物，引起電池性能下降。并且，理論上來(lái)說(shuō)，去除陽(yáng)極并用鈉代替鋰能夠讓電池變成更加經(jīng)濟(jì)環(huán)保(從生產(chǎn)層面開(kāi)始)，也更加安全。
目前相關(guān)研究成果已經(jīng)發(fā)表于《自然·能源》雜志，我們或許可以期待它能夠打開(kāi)鈉電池進(jìn)一步發(fā)展的可能，讓鈉電池進(jìn)入我們的生活。
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