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鋰金屬具有理論容量密度高（3860 mAh/g）、電化學(xué)電勢低（-3.040 V vs. SHE）等特點(diǎn)，是理想的高能量密度電池負(fù)極。然而鋰金屬活性高，容易與傳統(tǒng)電解質(zhì)發(fā)生不可控的副反應(yīng)，形成固態(tài)電解質(zhì)界面層（SEI）的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性較差：一方面，循環(huán)過程中SEI的反復(fù)破裂會加速死鋰的形成和不可逆的活性鋰/電解質(zhì)損失；另一方面，溶劑誘導(dǎo)形成的SEI機(jī)械性能較差，不足以抑制鋰枝晶的生長，導(dǎo)致枝晶刺穿隔膜造成電池短路。

鋰金屬負(fù)極因其高的理論比容量(3860 mA h g-1)、低的電化學(xué)電位(-3.04 V vs. 標(biāo)準(zhǔn)氫電極)和低的密度(0.59 g cm-3)，備受青睞，成為新一代頗具前景的高能量密度負(fù)極材料。實(shí)際應(yīng)用中，它們?nèi)源嬖谏形唇鉀Q的問題：商業(yè)有機(jī)電解液在鋰金屬表面形成不穩(wěn)定的固體電解質(zhì)中間相(SEI)，以及鋰枝晶和死鋰的生成，會持續(xù)消耗電解液，導(dǎo)致電池性能下降;持續(xù)生長的鋰枝晶會刺穿隔膜，導(dǎo)致電池發(fā)生內(nèi)短路從而引起熱失控，同時傳統(tǒng)碳酸酯類有機(jī)電解液極易參與燃燒反應(yīng)，造成嚴(yán)重的安全隱患。

便攜式智能器件與長續(xù)航動力汽車的發(fā)展對可充電的二次電池的能量密度提出了更高要求。金屬鋰電池因其高比容量(3860 mA h g-1)和較低的標(biāo)準(zhǔn)電壓而受到關(guān)注，是理想的高能量密度負(fù)極材料。然而，鋰金屬電池的實(shí)際應(yīng)用仍面臨不可控的鋰離子動力學(xué)問題，如不可控的鋰沉積和溶解行為、固態(tài)電解質(zhì)中間相(SEI)界面的反復(fù)生成和變形以及體積膨脹等，這會引起嚴(yán)重的鋰枝晶問題并縮短鋰金屬循環(huán)壽命。

比亞迪汽車最早今年下半年開始將向其他公司銷售車用鋰電池，相關(guān)轉(zhuǎn)變也意味著他們在銷售政策上出現(xiàn)了重要轉(zhuǎn)折，因?yàn)楸葋喌系碾姵卮饲岸鄶?shù)是供給相關(guān)合資企業(yè)以及商用車生產(chǎn)商，很少對外大規(guī)模銷售。

近日，我所儲能技術(shù)研究部(DNL17)李先鋒研究員、張洪章研究員帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊，在具有長循環(huán)壽命的鋰金屬電池研究方面取得新進(jìn)展。

格拉斯哥大學(xué)研究人員開發(fā)了使用植物淀粉和碳納米管制成的新型3D打印電池，可為移動設(shè)備提供環(huán)保、高容量的電源，這將使得鋰離子電池能夠更有效地存儲和輸送電能。相關(guān)內(nèi)容發(fā)表在《電源》雜志上。

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組研究員吳忠?guī)泩F(tuán)隊在混合型電化學(xué)儲能器件研究方面取得進(jìn)展，構(gòu)建了具有與鋰離子電池類似工作機(jī)理的搖椅式電池—超級電容器混合儲能器件，并通過電極容量和動力學(xué)“雙匹配”策略，同時實(shí)現(xiàn)了器件的高能量密度和高功率密度(“雙高”)。

近日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究員傅強(qiáng)團(tuán)隊與大連化物所二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組研究員吳忠?guī)洝δ芗夹g(shù)研究部研究員李先鋒，中科院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員陳立桅，浙江大學(xué)教授高超和北京理工大學(xué)教授吳川等合作，在電化學(xué)儲能過程原位在線(Operando)表界面表征研究中取得進(jìn)展，首次準(zhǔn)確闡明鋁離子電池充電機(jī)制，并發(fā)現(xiàn)儲能電極存在的表面效應(yīng)。

鋰離子電池使我們現(xiàn)在認(rèn)為理所當(dāng)然的輕量級電子設(shè)備成為可能，也使電動汽車快速發(fā)展成為可能。但是，世界各地研究人員正在繼續(xù)挑戰(zhàn)極限，以實(shí)現(xiàn)更高能量密度，即在給定質(zhì)量材料中可以儲存更多能量，從而提高現(xiàn)有設(shè)備性能，并有可能實(shí)現(xiàn)新應(yīng)用，如長距離無人機(jī)和機(jī)器人。

近日，比克電池分享4680電池引發(fā)熱議，圓柱電池關(guān)注度提高。大圓柱電池性能進(jìn)一步提升，或?qū)⒊蔀橄乱淮鷪A柱的主流。

消費(fèi)者經(jīng)常抱怨電池技術(shù)的進(jìn)步速度不如其他技術(shù)，比如計算能力在過去幾十年里有了顯著提高，然而電池仍舊只是在相對較小的步伐上得到了改善。不過大家目前面臨的最大問題是，隨著移動設(shè)備、電動汽車和電網(wǎng)存儲解決方案的普及，人們根本無法生產(chǎn)足夠的電池來滿足需求。

日立造船集團(tuán)利用其公司內(nèi)部技術(shù)，采用獨(dú)特制造方法，成功實(shí)現(xiàn)在無需機(jī)械加壓的條件下完成了全固體鋰離子電池的充放電。以前，機(jī)械加壓對全固態(tài)鋰電池充放電不可或缺。因?yàn)槿虘B(tài)電池體積小，能更快地儲存更多的電能，而且其用于儲存和釋放電能的固體電解質(zhì)固體具有阻燃性，安全性強(qiáng)，所以被稱為代替液體電解質(zhì)鋰電池的新一代電池。

從電動汽車到無人機(jī)，電池在能量密度和自身重量上一直難以得到很好的平衡。不過查爾默斯理工大學(xué)的科學(xué)家們，一直在探索這些常規(guī)儲能解決方案的有趣替代。比如近日，研究團(tuán)隊就宣稱在“無質(zhì)量”碳纖維電池項(xiàng)目上取得了重大突破，特點(diǎn)是可以兼作車輛的電池和結(jié)構(gòu)部件。

近日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院材料所光子信息與能源材料研究中心在固態(tài)電池及類腦計算領(lǐng)域取得新進(jìn)展。

鋰離子電容器是一種介于超級電容器和鋰離子電池之間的新型儲能器件，具有高能量密度、高功率密度、可快速充放電、長循環(huán)壽命和高安全性能等優(yōu)點(diǎn)，在軌道交通、電動汽車的能量回收和加速啟動、新能源發(fā)電、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。