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      固態(tài)鋰電池技術(shù)突破,熱蒸發(fā)法助力商業(yè)化進(jìn)程

      2024-12-24 11:29:59 來源:期刊《Nature Energy》
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      簡(jiǎn)介:固態(tài)鋰電池因其高能量密度和安全性而備受關(guān)注,但大規(guī)模部署受限于鋰損失和生產(chǎn)成本等問題。最新研究發(fā)現(xiàn),熱蒸發(fā)法可能成為可擴(kuò)展固態(tài)電池生產(chǎn)的有效策略,為固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用提供了新的可能性。這一進(jìn)展標(biāo)志著固態(tài)鋰電池技術(shù)向大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用邁出了重要一步。
      固態(tài)鋰電池作為一種新型儲(chǔ)能解決方案,因其使用固體電解質(zhì)替代傳統(tǒng)鋰離子電池中的液體或凝膠電解質(zhì),展現(xiàn)出了巨大的潛力。這種電池的能量密度可以達(dá)到500 Wh/kg?1和1,000 Wh/l?1以上,對(duì)于電動(dòng)汽車和電子設(shè)備的長時(shí)間供電具有重要意義。然而,固態(tài)鋰電池在充電和放電過程中可能會(huì)發(fā)生活性鋰損失,這會(huì)降低電池的效率和性能,主要由于鋰鍍層不均勻造成

      為了解決這一問題,研究人員一直在探索有效的策略和薄鋰金屬箔來限制固態(tài)電池中鋰的損失。最近,一項(xiàng)發(fā)表在《Nature Energy》上的研究表明,熱蒸發(fā)法可能成為可擴(kuò)展固態(tài)電池生產(chǎn)的有效策略。這種方法不僅有助于提高電池的性能,還可能降低生產(chǎn)成本,為固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用鋪平了道路。

      固態(tài)電池的商業(yè)化應(yīng)用面臨著多重挑戰(zhàn),包括鋰金屬陽極的性能和制備成本。充電時(shí)不均勻的鋰沉積會(huì)導(dǎo)致活性鋰損失,進(jìn)而影響庫侖效率和循環(huán)壽命。此外,目前制備所需厚度鋰箔的成本較高,成為工業(yè)大規(guī)模應(yīng)用的主要障礙。因此,深入研究固態(tài)電池鋰金屬負(fù)極的相關(guān)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性,對(duì)于推動(dòng)固態(tài)電池的發(fā)展具有重要意義。

      隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,固態(tài)電池已經(jīng)開始在儲(chǔ)能項(xiàng)目中得到應(yīng)用。例如,中國石油首座100千瓦/124千瓦時(shí)固態(tài)電池儲(chǔ)能電站已經(jīng)并網(wǎng),該產(chǎn)品能量密度可達(dá)280瓦時(shí)/千克,儲(chǔ)能電芯通過穿刺、槍擊測(cè)試不爆炸不燃燒,可在零下40攝氏度極端環(huán)境下正常運(yùn)行。此外,喬治費(fèi)歇爾金屬成型科技4.5MW/8.94MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目、中車株洲所承包的中電建新疆巴里坤156MW/624MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目等均采用了半固態(tài)電池電芯。

      固態(tài)鋰電池技術(shù)的最新突破,尤其是熱蒸發(fā)法的應(yīng)用,為固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)化提供了新的思路。隨著固態(tài)電池在儲(chǔ)能項(xiàng)目中的應(yīng)用逐漸增多,這一技術(shù)有望在未來的能源存儲(chǔ)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。盡管面臨挑戰(zhàn),但固態(tài)電池的高能量密度和安全性使其成為未來電池技術(shù)發(fā)展的重要方向。隨著技術(shù)的成熟和成本的降低,固態(tài)鋰電池有望在電動(dòng)汽車、消費(fèi)電子以及儲(chǔ)能等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。
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