超越锂离子:下一代电池研究正在进行中

man working in lab with equipment

赛斯·里德21岁,化学工程专业

新的智能手机、便携式设备和电动汽车可能会吸引很多公众的注意力,但它们都依赖电池来运行。目前大多数设备使用可充电的锂离子电池,这项技术在20世纪90年代初首次商业化。锂离子电池比传统的可充电电池具有更长的使用寿命、更好的放电性能和更高的效率,但也有一些明显的缺点。锂可能相对昂贵且难以回收,锂电池也可能存在过热问题。

锂离子电池为我们提供动力,但是未来的动力可能会在生物医学和化学工程教授Ian Hosein的实验室中得到发展。Hosein和他的材料科学研究团队正在进行下一代电池材料的研究。

“当我们在材料科学领域工作时,我们制造的材料必须满足许多不同的期望,”Hosein说。“我们正在考虑锂之外会发生什么。其他材料本质上更安全,更便宜,更环保。”

Hosein和他的团队一直在研究更丰富的材料,如钙、铝和钠,以了解如何利用它们来制造新电池。

Hosein说:“如果你想推动电动汽车,你需要确保它能提供大量的电力并快速充电。”这是一个基本的材料科学问题。这需要对能够充电和储存离子的不同材料进行仔细的研究和开发。”

电池研究的门槛很高,但是Hosein说锡拉丘兹大学投资了开发、测试甚至原型电池。他认为,下一代电池的发展大致相当于上世纪80年代的锂。

“这是一种冒险。会有一些材料不起作用。我们必须接受失败,”Hosein说。“有时候可能是瞎猜,但你必须试着去了解。”

为了将新的电池技术商业化,行业需要看到这种改变的成本效益。Hosein说,锂的供应在5到7年后可能无法满足需求。

他说:“我们希望在有需要的时候就在那里。我们拥有世界一流的设备,可以与国内最好的实验室竞争。“我们正在做的工作不仅是渐进式的,而且是变革性的,需要长期投资才能完成。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.syr.edu/blog/2019/11/07/beyond-lithium-ion-next-generation-battery-research-underway/