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大容量高能量密度水系鋅電池能否為電池產(chǎn)業(yè)帶來改變?

2023-01-10 17:11:53來源:儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:電池閱讀量:4781
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  【儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】能源產(chǎn)業(yè)是經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及科技發(fā)展中重要的一個領(lǐng)域,他相當(dāng)于城市的血液,驅(qū)動著城市的運(yùn)作。從某些程度來說,一個城市現(xiàn)代化程度越高,科技產(chǎn)業(yè)越發(fā)達(dá),其對于能源的依賴也就越強(qiáng)。但與此同時,能源產(chǎn)業(yè)也面臨各式各樣的瓶頸。一方面,現(xiàn)在的能源產(chǎn)業(yè)環(huán)境負(fù)擔(dān)大,人們越是依賴,對于可持續(xù)發(fā)展的負(fù)面影響就越明顯;另一方面,以電池為代表的的儲能產(chǎn)業(yè)面臨原材料或是性能的問題,如果不得到突破,一定程度還會限制科技產(chǎn)品的進(jìn)一步發(fā)展。也正因為此,能源產(chǎn)業(yè)的每次收獲新的成果,都會在業(yè)內(nèi)引發(fā)關(guān)注。
 
  近日,鋅電池便收獲了新的成果——大容量高能量密度水系鋅電池問世,而它也或?qū)⒊蔀橄乱淮笠?guī)模儲能電池技術(shù)最有力的競爭者。
 
  據(jù)悉,該成果來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院陳維教授課題組。該研究團(tuán)隊設(shè)計了一種穩(wěn)定的金屬/金屬—鋅合金異質(zhì)結(jié)界面層,實現(xiàn)了大面容量下無鋅枝晶的穩(wěn)定沉積和溶解,并達(dá)到274瓦時/公斤的鋅溴電池能量密度。并且,這種鋅溴電池循環(huán)穩(wěn)定性非常好,與光伏面板集成后還展示了其對可再生能源的存儲能力。
 
  這一成果的誕生,也解決了水系鋅電池存在的一些問題,像是鋅負(fù)極存在不可控的副反應(yīng),如枝晶生長、析氫等,會限制電池循環(huán)壽命;過高的正負(fù)極比和較低的面容量降低了電池的能量密度等等。換言之,大容量高能量密度水系鋅電池問世從某種程度來說是打開鋅電池產(chǎn)品化的一塊敲門磚。
 
  話雖如此,但是鋅電池能否為電池產(chǎn)業(yè)帶來改變卻并不能收獲肯定的回復(fù)。
 
  過去,鋅電能否代替鋰電池實現(xiàn)去鋰化一直是一個被反復(fù)提及的話題。一方面就鋰電池的生產(chǎn)而言,現(xiàn)存的鋰電池材料資源并不豐富,很難保證在后續(xù)的發(fā)展中鋰電池的產(chǎn)能能夠一直維持在健康的狀態(tài);另一方面,鋅離子技術(shù)與鋰電池工作原理相似,同時生產(chǎn)涉及的原材料基本上是廉價、安全和豐富的。換言之,鋅電能替代鋰電池邏輯上是很理想的一個方案。
 
  但是從實際實施的角度來說,目前限制電池產(chǎn)業(yè)的瓶頸一個是容量一個是重量,這點在手機(jī)上就能有直觀的體現(xiàn)。而鋅電池盡管體積和容量可以控制到與鋰電池沒有區(qū)別,但是重量卻更重。這點對于電動汽車這類領(lǐng)域可能不是缺陷,但是對于手持產(chǎn)品尤其是手機(jī)這類高強(qiáng)度使用的產(chǎn)品,卻是比較致命的一個問題。
 
  因此,客觀的來說,鋅電池的技術(shù)突破確實打開了電池的一條新的發(fā)展方向,但是這種突破仍然是有限的,后續(xù)的應(yīng)用以及發(fā)展其實仍然需要根據(jù)實際使用情況來討論,而能源儲備也依舊有很多問題需要解決,改變依舊要繼續(xù)。
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