2019年最大的电池突破

援引外媒，从汽车制造商到消费电子产品制造商，再到所有关心环境的人，社会的许多角落都将受益于电池技术的进步。今年为每个对这一科学领域感兴趣的人提供了一点小礼物，——带来了可以在10分钟内为电动汽车充电的技术，可以从空气中吸收二氧化碳的电池，以及世界上最大的电池将变得更大的消息。

以下是2019年最重要的电池突破。

理想情况下，为我们的移动设备和当今的电动汽车提供动力的锂离子电池在充电时保持在一定的温度范围内，否则它们会有退化的风险，使用寿命也会大大缩短。但如果我们能安全充电，在更高的温度下充电有很多好处，即更高的效率和更短的充电时间。

10月，宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)的一组研究人员展示了一种用于散热的新型电池。科学家们通常认为，在60°C(140°F)左右给电池充电是“禁止的”，但研究人员的设备在10分钟内就能达到这个温度，然后在有害影响发生之前迅速冷却。

这项突破主要集中在一层薄薄的镍箔上，科学家们将其附着在电池的负极上，使其在电子流经负极时迅速升温，然后再迅速冷却。通过这种方法，研究小组可以在这样的温度下对电池进行1700次的安全充电。它的效率如此之高，科学家们说，这相当于为一辆电动汽车在10分钟内充电200至300英里(320至480公里)。

用二氧化碳表面充电

今年10月，麻省理工学院(MIT)的一组研究人员展示了一种新型电池，这种电池能够从周围空气中收集二氧化碳。这种装置被称为“电动摇摆电池”，它使用了一堆电极，这些电极表面涂有一种叫聚蒽醌的化合物，使它们能够吸收附近的二氧化碳分子。

这一过程在电池充电时自然发生，直到电极充满二氧化碳。此时，它可以被排放，释放二氧化碳分子，用于收集和作为工业产品使用。该团队表示，在实验室的测试表明，它的电动摇摆电池可以持续7000次充电，效率下降30%。该公司目前的目标是生产2万到5万辆自行车。

二氧化碳电池完全可充电

寻找新的和改进的电池设计包括探索新成分的潜力，科学家已经探索了一段时间的是二氧化碳。锂-二氧化碳电池的能量密度有望超过锂离子电池的7倍，但迄今为止，开发一种可以反复充电的电池已经被证明是困难的。

这是由于充电过程中电池催化剂上多余的碳堆积造成的。9月，伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的科学家们报告了一种解决这个问题的方法，展示了他们所宣传的第一种完全可充电的锂-二氧化碳电池。

该电池利用了内置在阴极中的“纳米薄片”二硫化钼，以及由离子液体和二甲基亚砜组成的混合电解质。这种材料的组合避免了碳在催化剂上的麻烦堆积，并使电池可以在500个连续的循环中充电。

以熔融硅为核心的电网级能量存储

像风能和太阳能这样的可再生能源可以产生大量的电力，但它储存的电力供以后高峰负荷时使用，这是很棘手的。今年4月，澳大利亚初创企业Climate Change Technologies (CCT)推出了一种解决方案，比标准的锂离子电网存储方案更有效。

它的热能装置(TED)被称为世界上第一个可工作的热能电池。它是一种模块化电池，可以从任何电源供电，并使用它来熔化绝缘室内的硅。然后，热机可以根据需要提取这些能量，每个TED盒子可以存储1.2 MWh，而单个单元可以连接起来，形成一个可能无限大小的电池。

根据CCT的说法，该系统的一大优点是熔融硅不会像锂那样降解。在测试中，该公司表示，其电池在3000多次测试中没有退化迹象，并预计这些电池可以使用20年或更长时间。撇开它的使用寿命不谈，据说TED电池每容量能储存的能量是锂离子电池的6倍，价格大约是锂离子电池的60 - 80%。

使用现成的组件使密度加倍

锂离子电池可以为你的手机提供足够的能量，也可以为你的笔记本电脑提供足够的能量，但在运输时就有限制了。这是因为汽车和飞机内置的电池的能量密度与传统的燃料源相比要逊色得多，这意味着你不可能在不让电池变得过于沉重的情况下增加续航里程。

上个月，澳大利亚迪肯大学前沿材料研究所(Institute for Frontier Materials at Australia ' sdeakin University)的科学家们展示了一种新型电池，这种电池具有一种由商用聚合物制成的固态电解质。据相关人士称，这是“科学界第一个明确而有用的无液体高效运输锂离子的例子”。

通过避免易着火的挥发性液体电解质，电池应该会安全得多，但它的潜力还不止于此。研究人员表示，这种设计最终将允许使用金属锂阳极，使锂电池的密度增加一倍。这可能会导致电动汽车的续航里程大大增加，而电动飞机的航程也会大大增加。

做大，回“家'，再做大(Go big, go home, and go bigger again)

2017年，特斯拉赢得了一份建造世界上最大锂离子电池的合同，为南澳大利亚州提供了额外的129mwh的存储容量，输出功率可达100兆瓦。

现在，它又回到了澳大利亚，在这方面进行了不小的扩展。内奥恩和南澳大利亚政府与特斯拉达成了另一项协议，将进一步增加64.5万瓦时的容量和50兆瓦的产量，将世界最大电池的体积扩大约50%。升级计划在2020年中期进行。