更环保、更便宜、充电更快 科学家带来制造锂离子电池电极的新方法

更环保、更便宜、充电更快科学家带来制造锂离子电池电极的新方法该团队在《焦耳》（Joule）杂志上公布了一种干式印刷制造技术，该技术避免了使用有害溶剂和传统电极生产方法中固有的大量干燥时间，这些方法都是利用泥浆。担任WPI机械和材料工程系WilliamB.Smith院长教授的Wang表示，这种创新工艺是可扩展的，有可能将电极生产费用降低15%。此外，通过这种方法生产的电极可以比用传统方法生产的电极以更快的速度充电。Wang说："目前的锂离子电池充电速度太慢，制造商通常使用易燃、有毒和昂贵的溶剂，增加了生产的时间和成本。我们的无溶剂制造工艺解决了这些缺点，生产的电极可以在20分钟内充电到78%的容量，所有这些都不需要溶剂、泥浆和漫长的生产时间。"商用锂离子电池电极通常是通过混合活性材料、导电添加剂、聚合物和有机溶剂来制造浆液，然后粘贴在金属基材上，在烘箱中干燥，并切成碎片用于电池。溶剂通过蒸馏被回收。相比之下，研究人员的工艺涉及将带电的干粉混合在一起，以便它们在喷到金属基底上时能够粘附。然后，干涂层的电极被加热，并用辊子压缩。研究人员报告说，跳过传统的干燥和溶剂回收过程后，电池制造的能源使用估计减少了47%。长期以来，Wang一直专注于改进锂离子电池并减少其产生的废物。他共同创立了AscendElements公司，该公司正在开发电池回收技术。王的电极制造工作得到了美国能源部与美国先进电池联盟有限责任公司和马萨诸塞州清洁能源中心的资助。该项目的合作者包括刘仰涛'22（博士）、研究生傅金钊、助理研究教授马晓图、PanawanVanaphuti'22（博士）和RuiWang'23（博士），他们都来自WPI；以及德克萨斯A&M大学、莱斯大学、Microvast公司、阿贡国家实验室和布鲁克海文国家实验室的研究员。WPI已经为Wang的团队开发的制造技术提交了专利申请。此外，Wang和他的合作者之一，德克萨斯A&M大学的HengPan，共同创立了AM电池公司，这是一家由风险投资支持的公司，正在与Amperex科技有限公司（ATL）和其他公司合作，扩大无溶剂电极的生产规模。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360897.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360897.htm

钠电池技术获新突破 产业发展有望提

钠电池技术获新突破产业发展有望提有报道称，美国马里兰大学研究人员开发出一种固态钠电池架构，其性能优于目前的钠离子电池。通过使用钠金属作为负极以获得更高的能量密度，该电池实现了创纪录的室温下固态钠—金属循环率。而且，电池使用更稳定的陶瓷电解质，降低了易燃性风险。随着全球新能源汽车、储能行业快速增长，作为核心原材料的锂资源供给面临瓶颈，锂电池价格不断攀升。因此，业界正在试图寻找锂离子电池的可替代方案，钠电池正是一个很好的选择。钠电池凭借长寿命、易制造、高安全、理论成本较低等优势，近年来成为动力电池行业“新宠”。据中国科技信息杂志社，专家预测，随着钠离子电池的进一步规模化应用，2024年或将迎来一个价格拐点，届时，特别是在储能应用方面，钠离子电池成本会低于锂离子电池成本；而2025年，成本有望更大幅度下降。从行业增速来看，钠电池产业将进入高速增长阶段。据中国能源报，业内人士认为，随着电动汽车和储能市场的快速发展，钠离子电池有望复制锂离子电池的高速发展路径，成为未来10年内成长性最高的新兴产业之一。高工产业研究院预测，到2025年，钠离子电池出货量将超过50吉瓦时，到2030年将超过1000吉瓦时；未来几年，钠离子电池的年复合增长率将超过82.6%。（证券时报）

使用回收材料的锂离子电池即将在美国投产

使用回收材料的锂离子电池即将在美国投产电池材料生产商巴斯夫宣布与石墨烯能源产品制造商NanotechEnergy合作，为北美客户生产采用回收材料的锂离子电池。巴斯夫将使用密歇根州巴特尔克里克工厂的回收金属来制造阴极活性材料，而Nanotech将使用这些材料来制造锂离子电池。据巴斯夫称，用回收金属制造电池可以减少约25%的二氧化碳足迹。来源：投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

无锂钠电池走出实验室 在美国投入生产

无锂钠电池走出实验室在美国投入生产蓝色已成为NatronEnergy的标志性颜色，这是因为它使用获得专利的PrussianBlue电子来快速、频繁地传输钠离子，从而实现了10倍于锂离子循环速度和50000次循环寿命的目标。两年前，钠离子电池先驱NatronEnergy公司正忙着准备量产其特殊配方的钠电池。虽然该公司在2023年的启动计划上稍有延迟，但在大规模电池生产方面并没有落后太多。本周，该公司正式开始生产其快速充电、长寿命的无锂钠电池，为市场带来了一种令人感兴趣的储能新选择。近年来，钠离子技术作为一种更可靠、潜在成本更低的储能介质，受到了越来越多的关注。虽然钠离子的能量密度落后于锂离子，但其循环速度更快、使用寿命更长、终端使用更安全、不易燃等优势使其成为一种有吸引力的替代品，尤其是在数据中心和电动汽车充电器备用存储等固定用途方面。Natron公司成立于2013年，是钠离子研究和创新新浪潮的先驱之一。尽管大多数钠离子设计仍停留在实验室中，Natron已在全球范围内启动了首批主要生产运营。本周早些时候，Natron在密歇根州霍兰市的生产设施举行了剪彩仪式，庆祝正式投产，并称这是美国有史以来第一次商业规模的钠离子电池生产。"钠离子电池是锂离子电池的独特替代品，具有更高的功率、更快的充电速度、更长的生命周期以及完全安全稳定的化学性质，"Natron公司创始人兼联席首席执行官ColinWessells在活动上说。"我们经济的电气化有赖于新型、创新能源存储解决方案的开发和生产。我们Natron公司很荣幸能够提供这样一种不使用冲突矿产或对环境有影响的材料的电池。"Natron公司表示，其电池的充放电速度比锂离子电池快10倍，这种即时充放电能力使其成为备用电源存储的主要竞争者。此外，它的使用寿命预计可达50000次。我们还没有看到Natron公司基于重量的能量密度数据，但《化学与工程新闻》2022年的一篇文章称其钠离子电池的能量密度为70Wh/kg，处于钠离子能量密度的最底层。这与该公司仅用于固定用途的业务计划非常吻合，因为该公司正在寻求用于潜在移动用途的钠离子电池的能量密度是这一数字的两倍多。宁德时代在2021年展示了160Wh/kg的钠离子电池，并计划将密度提高到200Wh/kg以上，以更好地满足电动汽车的需求。根据Natron的计划，荷兰工厂的年产量将达到600兆瓦，成为未来千兆瓦级工厂的典范。自我们上次了解Natron的计划以来的两年里，人工智能已经变得越来越耗电，因此该公司的最初目标是人工智能数据存储中心也就不足为奇了，在那里，它的快速循环电池可能会成为必不可少的电源管理工具。该公司计划于6月份开始首批供货。未来，Natron还打算将重点扩展到其他工业电力市场，并将电动汽车快速充电和电信业务作为目标。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1429514.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1429514.htm

研究人员利用超级电容器部件制造新型钠离子电池

研究人员利用超级电容器部件制造新型钠离子电池钠离子电池并不新鲜，但近几年才开始受到重视。与锂电池相比，钠离子电池可以使用的材料更为丰富（多达1000种），而且价格低廉。它们也比锂离子电池安全得多，可以放电到0V-消除了因短路而导致热失控的可能性。然而，漫长的充电时间和不尽如人意的存储容量使钠离子电池一直处于边缘地位，但这一切很快就会改变。KAIST团队用超级电容器使用的材料取代了普通电池的阴极材料，从而制造出了一种高能量、高功率、可快速充电的混合钠电池。此外，还对阳极进行了调整以提高容量，并采用了一种合成优化电极材料的方法。根据Kang的说法，他们的解决方案的能量密度超过了市面上的锂离子电池，同时还具有电容器的输出密度特性。作为下一代存储设备，它可以在几秒到几分钟内完成充电，因此非常适合用于各种电子产品。对于制造电动汽车的汽车制造商来说，它也可能改变游戏规则，使他们能够降低成本，同时提供只需几分钟就能完全充电的汽车。幸运的话，这项技术最终会从实验室走向现实世界。研究小组的研究成果发表在《科学直通车》（ScienceDirect）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428525.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428525.htm

钠离子电池的技术突破可能是电动汽车未来发展的关键

钠离子电池的技术突破可能是电动汽车未来发展的关键锂离子电池是现代能源存储的前沿，也是全球电气化努力的关键驱动力，这已不是什么秘密。然而，以满足日益增长的需求所需的规模生产锂离子电池似乎是一项几乎不可能完成的任务。近年来，锂生产商警告说，全球可能很快就会面临锂短缺，最快可能在2025年。一个重要的原因是，在短短几十年间，锂已经从陶瓷和制药行业使用的小众金属变成了需求最旺盛的金属之一。全球最大的锂矿公司之一、引领美国锂矿复兴的阿尔伯马尔公司计划到2030年将年产量提高到50万吨，但表示这仍不足以满足预计的需求。这就是钠离子电池的优势所在。虽然钠离子电池还没有像锂离子电池那样受到关注，但它正在成为实现电气化梦想的重大技术突破之一。钠离子电池的设计与锂离子电池类似，可以使用相同或类似的工业流程制造。在这种电池中，钠离子取代了阴极中的锂离子，电解质（帮助在电池电极之间输送电荷的液体）中的锂盐也换成了钠盐。钠离子电池并不是一个新概念，但大规模生产钠离子电池的想法只是在近几年才得到重视。钠的储量远高于锂，因此成本更低，更容易获得，同时也不容易受到地缘政治紧张局势的影响。截至目前，碳酸钠的最高价格仅为每公吨286美元，而电池级碳酸锂的价格高达每公吨20494美元。化学家们还发现，使用钠制造的层状氧化物阴极电池不需要钴或镍等昂贵的金属，就能达到与磷酸铁锂（LFP）电池相当的能量密度。本月早些时候，东京理科大学的一组日本研究人员透露，他们利用纳米结构硬碳开发出了钠离子电池的高容量阴极。这种电池的能量密度最高可达每公斤312Wh，约为磷酸铁锂电池的两倍。从这个角度来看，这也是十多年前最先进的钠离子电池能量密度的1.6倍。钠离子电池的另一个优点是能够承受更宽的工作温度范围--从零下30摄氏度到60摄氏度（零下22华氏度到140华氏度），甚至80摄氏度（取决于所使用的化学成分）。正因如此，法拉帝安等公司已经开始在澳大利亚试用用于固定储能的钠离子电池装置。今年早些时候，大众汽车和江淮汽车集团的合资企业推出了首款由钠离子电池驱动的电动轿车。该车采用25千瓦时的电池，续航里程相对较短，仅为250公里（155英里），但两家公司都在吹嘘充电速度快、低温性能更好，以及电池循环寿命更长、老化后容量下降更慢。Faradion公司首席执行官JamesQuinn说，钠离子电池的安全优势怎么强调都不过分。锂离子电池在运输前需要充电至30%以上，而钠离子电池可以像电容器一样安全地放电至0V，从而消除了因短路而导致热失控的可能性。正如您在上面的视频中看到的，在充满电的情况下刺穿钠离子电池也不会使其变成燃烧弹。虽然Faradion目前主要关注的是固定能源存储，但NatronEnergy等其他公司已经开始涉足汽车行业。这家总部位于圣克拉拉的初创公司正在使用一种名为普鲁士蓝的普通材料来制造钠离子电池的电极，这种电池的额定充放电循环次数在5万到10万次之间。它们还能在15分钟或更短时间内充满电。Natron公司最近与Clarios国际公司建立了合作关系，在后者位于密歇根州的Meadowbrook工厂批量生产钠离子电池，使用的设备与目前生产锂离子电池的设备相同。Natron表示，随着未来几个月生产规模的扩大，这里将成为世界上最大的钠离子电池工厂。钠离子电池的发展前景如何还有待观察，但与许多尚未走出实验室的解决方案不同的是，钠离子电池看起来确实大有可为。这一切都取决于随着技术的成熟和更多工厂开始大规模生产钠离子电池，材料价格将如何波动。预计到2030年，全球年产能将达到1.86亿千瓦时，而锂离子电池的年产能为6.5太瓦时。这意味着钠电池可能不会很快取代锂电池的主导地位。不过，钠电池在各种应用中似乎越来越有吸引力，从长远来看，钠电池有可能成为首选解决方案。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397845.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1397845.htm