钠离子电池:从材料开发到技术创新

钠离子电池:从材料开发到技术创新

为下一代钠离子电池提供一种环保、经济、高性能的锂离子电池替代品。技术相关的活性材料和电解质目前正由卡尔斯鲁厄理工学院的赫尔姆霍兹研究所乌尔姆(HIU)、太阳能和氢研究中心巴登-W_特滕贝格(ZSW)和弗里德里希-席勒大学杰娜(FSU)的科学家设计和优化。在过渡项目中,他们正在开发解决方案,以确保钠离子电池的技术转移到工业水平,为德国更可持续的能源储存市场做出重大贡献。该项目由德国联邦教育和研究部(BMBF)资助,为期三年,资金115万欧元。

过渡项目的驱动力是为德国更可持续的储能战略做出核心贡献。在能源转型过程中,电动汽车和固定储能市场将显著增长,需要更节能、更强大的储能技术。目前,锂离子电池是上个世纪最成功的储能应用之一。LIBS重量轻、结构紧凑,具有卓越的能量和功率密度,在便携式电子产品、混合动力和电动汽车市场占据主导地位。“然而,鉴于锂和用于锂技术的原材料(如钴)的需求日益增长,人们对关键原材料和成本的未来和长期可用性提出了担忧。在这种情况下,钠离子电池代表了一种替代性的低成本和更环保的能源储存技术,”HIU主任斯特凡诺帕塞里尼教授说。

过渡项目的重点是开发在阴极侧使用层状过渡金属氧化物和在阳极侧使用生物质衍生硬碳的强大液体和聚合钠离子电池。帕塞里尼说:“这是由BMBF资助的第一个德国财团,致力于开发规模更大的钠离子电池,涵盖了从材料开发到原型电池制造的广泛挑战。”在该项目中,他的团队将结合水性粘合剂和铝作为集电器,开发创新的生物质衍生硬碳。

Stefano Passerini说:“发展规模更大的钠离子电池原型和实现预期目标是我们在合作伙伴互补能力的网络中所面临的巨大挑战。”Friedrich Schiller大学Jena(FSU)的团队将协调先进液体和聚合物电解质溶液设计的研究活动,而太阳能和氢研究中心Baden-W_rttemberg(ZSW)的团队将领导无钴阴极的开发。

关于过渡项目

过渡项目的三个合作伙伴将共同致力于开发强大的液体和聚合钠离子电池原型,从而增强国际竞争力,支持德国在电化学储能领域的领导地位。

这项由德国联邦教育和研究部电池2020框架计划资助的项目包括与三个科学合作伙伴一个综合性的工业咨询委员会。在科学团体中,主要的科学家斯特凡诺·帕塞里尼教授(HIU)、太阳能和氢研究中心(ZSW)的马格瑞特·沃尔法特·梅伦斯博士和弗里德里希·席勒大学(FSU)的菲利普·阿德勒姆教授。

关于乌尔姆赫尔姆霍兹研究所(HIU)

HIU由赫尔姆霍兹协会成员卡尔斯鲁厄技术研究所(KIT)与乌尔姆大学合作于2011年1月成立。与德国航空航天中心(DLR)和太阳能和氢研究中心(Baden-W_rttemberg,ZSW)合作,HIU还有另外两个著名机构作为合作伙伴参与其中。由大约120名HIU科学家组成的国际团队致力于为固定和移动使用开发未来的储能系统。

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