近年来,全球新能源电动汽车市场的爆发,带动上游动力电池产业也进入飞速发展期。
一众动力电池供应商成为市场焦点的同时,也面临着越来越大的挑战,例如动力电池供应问题、动力电池技术创新以及材料替代等问题。
值得一提的是,电池技术毕竟关系到整个能源行业,所以除了动力电池供应商在搞研发之外,各国的科研院所也在进行深入探索。
众所周知,相比其他材料,现阶段市场主流的锂离子电池能够实现较高的能量密度,但稳定性却有待提升。
近期,欧洲卡尔斯鲁厄理工学院和乌尔姆亥姆霍兹电化学储能研究所的科学家们,成功攻克了这项难题。
他们找到了一种新型材料组合,能够在保证锂离子电池具备较高的能量密度的同时,也能够拥有较强的稳定性。
据笔者了解到,该学院和该研究所的研究人员对传统锂离子电池的阴极和电解液进行了改良,塑造出一款新型的锂离子电池。
这款电池的阴极材料为富镍,富镍相较于目前市面上通用的石墨材料,在单位质量中能够存储更多的能量。
但富镍材料在常用的有机电解质LP30中的稳定性并不算强,因此,为了解决这个问题,研究人员选用双阴离子离子液体电解质LIE来取代LP30。
相比LP30,双阴离子离子液体电解质具备不易挥发且难燃的特性。所以可以显著减少离子在阴极破裂,与电解液发生反应导致结构被破坏的现象,从而维持电池的存储容量。
根据研究人员的实验结果可知,这类新型锂离子电池的容量密度能够达到560Wh/Kg,相当于宁德时代现有电池系统能量密度(215Wh/Kg)的两倍还要多。
同时,新型锂离子电池的容量在使用1000次后,仍然可以达到未使用前的88%,相比主流锂离子电池具备更长的寿命。
综合来看,这款新型电池的优点有很多,如果能够在不久的将来实现产业化应用,那么全球锂电池技术有望迎来飞跃,而且有助于实现碳中和的目的。
上述欧洲研究人员的研究方向,主要是通过改变现有锂离子电池的阴极、电解液等组成元素,从而提升锂离子电池的各方面性能。
此外,其实还可以直接将锂离子进行替换,就像前段时间宁德时代推出的钠离子电池。但可能是因为创新力度大,这类电池的实际效用并不算很理想。
钠离子电池与锂离子电池的工作原理十分相似,只不过钠离子电池的体积要更大一些,而且还面临材料在循环过程中容量快速衰减的难题。
尽管宁德时代已经找到了方法解决这一难题,但钠离子电池的产业化,相比前文中欧洲研究人员研究出的新型锂离子电池的产业化难度要大。
当然,技术在不断进步,宁德时代或许会在接下来的时间里带来更大的惊喜。