加速電池技術創新，強調可持續能源未來的合作解決方案

在賽默飛科學實驗室舉辦的首屆清潔能源論壇上，電池行業與學術界的融合揭示了電池制造的可持續性至關重要，先進的能源存儲解決方案和新電池技術將減少能源消耗的環境影響。

電池研發領域不斷發展，自20世紀70年代石油危機以來，其核心焦點一直是開發具有更高能量密度和輸出的新型電池技術。自那時以來，鋰離子電池的發展席卷全球，至今仍被廣泛應用于大多數商業應用中。然而，鋰離子電池在其整個生命周期中都會對環境產生影響。原材料提取和制造過程能耗高，而妥善處理和回收對于最小化環境損害至關重要。為了提高可持續性，人們正在努力開發高效的制造工藝、負責任的采購來源、推廣回收利用以及探索替代電池化學方法。隨著社會尋求減少其環境影響，人們對能夠以更可持續的方式提供先進能源存儲解決方案的新電池技術重新產生了興趣。

如今，有技術可以幫助科學家更好地了解電池背后的基本科學原理。通過獲得原子級別的洞察力，研究人員可以探索提高能量密度、安全性、性能和可持續性的方法。這些基礎見解可以催生創新和更好的工程設計。但是，要真正塑造電池的未來并轉向更清潔的能源選擇，該領域的專家必須以戰略、協同聯盟的形式團結起來。

聯合力量塑造新電池技術

電池行業專家與學術研究者之間的合作對于推進電池技術至關重要。雙方都有自己的優勢，可以推動電池研究和開發的集體進步。

“在學術界，科學家們擁有強大的基本見解背景，并且正在努力為清潔能源電池尋找創新解決方案，”烏米康（Umicore）高級區域開放創新經理（NA&CN）溫迪·周（Wendy Zhou）表示。 “行業專家在電池應用和工程方面表現出色。如果我們攜手合作，我們可以了解彼此的觀點和專長。”

清潔能源技術的發展需要依靠行業和學術界的核心優勢來提高創新總產出。來自這兩個群體的專家一致認為，合作伙伴關系不僅將加強研究，還將更快地推動社會走向更清潔、更安全的世界。

過去，關于電池材料的基本研究主要局限于學術界，因為所需的知識以及復雜的分析儀器使得只有學者才能接觸。這些儀器復雜且昂貴，需要一定的學位才能操作。如今，隨著小型、用戶友好且更便宜的儀器的出現，工業科學家可以進行深入的材料表征。這種民主化允許學術界和產業界之間的合作，使各方能夠分析問題的各個方面并共同朝著更可持續的電池解決方案邁進。

使用多維表征工具解鎖答案

電池組成、界面和化學反應在電池研究和新型電池技術開發中是復雜但至關重要的。來自賽默飛科學實驗室等機構的多維表征工具為電池研究和制造提供了動力，使研究人員能夠了解內部工作原理，從而讓研究人員理解科學現象與細胞級性能之間的關聯。

“我們不能過分強調表征的重要性，”密歇根州立大學助理教授方成成博士說。

直到最近，科學家們還無法完全理解鋰離子電池中的電解質問題。然而，在方成成博士最近領導的研究中使用多維工具幫助確定了某些電池外殼材料導致不兼容性的問題。

新電池技術超越鋰離子電池

在我們高度活躍的社會中，人們期望電池具有高性能和長壽命，而今天的鋰離子電池非常高效。但是，各行各業和學術界正在測試新的電池材料以找到創建更能量密集、更安全、更可持續的先進電池技術的方法。

“我真的相信鈉離子電池可能是未來五到十年的主流，”加州大學圣地亞哥分校的項目科學家張明浩說。 “鈉離子電池的資源比鋰離子電池更豐富。如果我們能在未來的五到十年內實現鈉離子電池的應用，我們就可以解決許多關于我們試圖發展的[儲能]行業的鋰資源供應緊張問題。”

斯坦福大學教授兼Mitra Chem聯合創始人陳威廉博士進一步闡述了這一點：“在能源存儲方面沒有銀彈，我們需要開發廣泛的[新型電池技術]以滿足全球需求。”