發(fā)展新型儲(chǔ)能電池，構(gòu)建未來能源的新式存儲(chǔ)倉

電化學(xué)儲(chǔ)能電池是極其重要的電能存儲(chǔ)方式，儲(chǔ)能電池是一種通過化學(xué)能與電能互相轉(zhuǎn)換以達(dá)到存儲(chǔ)電能的裝置。截止目前，普遍使用的蓄電池體系都具一定的問題，例如，傳統(tǒng)的鉛酸電池等含有重金屬等強(qiáng)污染物；新研發(fā)出的全釩液流電池需要使用非常昂貴的稀有金屬來制造電極，成本過于高昂，雖然儲(chǔ)能效率很高，但是目前并不適用于大規(guī)模生產(chǎn)建造。

所需的儲(chǔ)能設(shè)備面臨著新的要求，各種新概念儲(chǔ)能電池的研發(fā)，對(duì)我國的新能源發(fā)展與節(jié)能減排具有重要意義。

傳統(tǒng)商用鋰電池采用有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)，在具有體積小容量大、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在一定的安全隱患。而固態(tài)電池中的固態(tài)電解質(zhì)，可以杜絕液態(tài)電解質(zhì)帶來的爆炸與漏液等問題，實(shí)現(xiàn)安全儲(chǔ)能。以全固態(tài)鋰電池為例，具有更高的安全性，但它的核心部件——固態(tài)電解質(zhì)的原材料成本大多非常高，并且相當(dāng)一部分性能很好的固態(tài)電解質(zhì)對(duì)濕度的穩(wěn)定性不佳，需要在露點(diǎn)極低的氣氛下制備和儲(chǔ)存，從另一方面增加了生產(chǎn)成本。為此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)馬騁教授課題組設(shè)計(jì)并合成了一種新型氯化物固態(tài)電解質(zhì)—氯化鋯鋰（Li2ZrCl6）。這一材料成功將50微米厚度時(shí)的原材料成本大大降低。除此之外，氯化鋯鋰在濕度高達(dá)5%（對(duì)應(yīng)露點(diǎn)-15 °C）時(shí)仍保持穩(wěn)定，因此其合成和儲(chǔ)存對(duì)氣氛的要求并不苛刻，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。氯化鋯鋰同時(shí)在生產(chǎn)成本及綜合電化學(xué)性能方面具備顯著優(yōu)勢，它的發(fā)現(xiàn)為商業(yè)化量產(chǎn)全固態(tài)電池克服了重大挑戰(zhàn)。全固態(tài)鋰電池的商業(yè)化將對(duì)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)有著重要意義，尤其在新能源電動(dòng)汽車領(lǐng)域，全固態(tài)鋰電池有可能是安全問題的最終解決方案。

更安全、續(xù)航更持久、能量密度更高、成本更低，是應(yīng)用市場對(duì)電池提出的重要需求，也是科研人員孜孜不倦地追求方向。

科普中國

中國科協(xié)科普部

新華網(wǎng)

聯(lián)合出品