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很難想象我們的日常生活中沒有鋰離子電池。它們主導(dǎo)了便攜式電子設(shè)備的小規(guī)格電池市場，也普遍用于電動汽車。與此同時，鋰離子電池也存在一些嚴重的問題，包括：在低溫下存在潛在的火災(zāi)隱患和性能下降；以及廢舊電池處理對環(huán)境的影響相當大。

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，是理想的高能量密度電池負極。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. 標準氫電極)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極材料。實際應(yīng)用中，它們?nèi)源嬖谏形唇鉀Q的問題：商業(yè)有機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)碳酸酯類有機電解液極易參與燃燒反應(yīng)，造成嚴重的安全隱患。

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)和較低的標準電壓而受到關(guān)注，是理想的高能量密度負極材料。然而，鋰金屬電池的實際應(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，因為比亞迪的電池此前多數(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)的研究團隊，在具有長循環(huán)壽命的鋰金屬電池研究方面取得新進展。

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)國家重點實驗室二維材料化學(xué)與能源應(yīng)用研究組研究員吳忠?guī)泩F隊在混合型電化學(xué)儲能器件研究方面取得進展，構(gòu)建了具有與鋰離子電池類似工作機理的搖椅式電池—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)國家重點實驗室研究員傅強團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展，首次準確闡明鋁離子電池充電機制，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)在認為理所當然的輕量級電子設(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，并有可能實現(xiàn)新應(yīng)用，如長距離無人機和機器人。

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。大圓柱電池性能進一步提升，或?qū)⒊蔀橄乱淮鷪A柱的主流。

消費者經(jīng)常抱怨電池技術(shù)的進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。

日立造船集團利用其公司內(nèi)部技術(shù)，采用獨特制造方法，成功實現(xiàn)在無需機械加壓的條件下完成了全固體鋰離子電池的充放電。以前，機械加壓對全固態(tài)鋰電池充放電不可或缺。因為全固態(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，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，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，研究團隊就宣稱在“無質(zhì)量”碳纖維電池項目上取得了重大突破，特點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)域取得新進展。