日前,美國能源部的一個研究小組最近宣布發現了鎂離子固態導體,這個發現可能會在未來顛覆電池市場,同時突出強調可能將替代鋰離子電池。
大多數這些公告通常只會讓人波瀾不驚,因為這些發現需要很長時間才能達到任何商業上的可行性,尤其是在與鋰離子電池的競爭中,這也是如何讓鋰電池更可靠、更高效、更安全的研究目標。
但是這個發現具有一定的意義,值得人們關注。其關鍵是這個研究團隊創建的固態導體可以用作電池中的電解質。電解質通常是熔融狀態的金屬或者離子通過的液體溶液,而這種導體是固態金屬,自由電子通過它傳播。導體和電解質之間的另一個重要區別在于流過導體的電流是恒定的,而電解質不是這樣。當電解質隨時間變化時,電流強度可能會發生變化。
該團隊試圖找到一種可能成為不易燃的鋰離子電池替代品的導體,并提出了一個更復雜的名字:鎂鈧硒化物尖晶石。混合物中的關鍵成分是鎂,其結果與電解質電池中的鋰離子具有相當的流動性。事實上,這項研究的主要研究者Pieremanuele Canepa說,其流動速度是“空前的”。
但是,直到發現成為商業產品還有很長一段時間,所以現在說這是取代鋰離子電池又一進步,這是很多人似乎渴望建立的。另一種使用玻璃作為電解質的固態電池還為時尚早:這是由波爾圖大學助理教授Marian Helena Braga和首個鋰離子電池的創造者John Goodenough開發的。
今年4月,玻璃電池項目成為頭條新聞,其承諾的電池能量密度比普通鋰離子電池高得多,壽命更長,不易燃燒,充電時間更快,成本更低。所有這一切聽起來都很棒,但將原型電池生產成實際的電池需要很長時間。彭博社最近透露,該團隊需要電池行業的合作伙伴,以便將這種技術從實驗室應用到工廠。Goodenough表示,如果一切順利的話,這可能需要三到五年的時間。
與此同時,來自加利福尼亞州的混合動力汽車制造商Fisker公司已經獲得了固態汽車電池的專利,據該公司稱,其能量密度是鋰離子電池的2.5倍。能量密度越高意味著充電時間越快。不過,這款電池距離上市銷售至少還有五年的時間。
蓄電池是電動汽車熱潮中的一大問題。事實上,電池的成本可能成為電動汽車成為主流采用的最大障礙,這使得電動汽車成本高昂。然而,現在還有一些亮點:據彭博新能源情報顯示,電動汽車電池的成本需要下降超過50%,才能與汽車競爭,而這可能發生在2026年。固態電池的技術競爭肯定有助于降低成本。