电池在今天的人类生活中的作用不容小觑。小至电视遥控器大至电动汽车,要正常运行都离不开电池。自从意大利人伏特在1800年发明世界上第一个电池后,电池技术便不断改良,随着电动汽车在世界各地日益普及,新型电池的发展更是一日千里。
有一种说法,从一粒沙可以看整个世界。我们从国产电池的持续改良及创新,可以看到中国科技发展的强劲步伐。中国科学技术大学热科学与能源工程系特任教授谈鹏和博士后肖旭团队早前开发出一个全新“火星电池”,电池以火星大气成分作为电池反应的燃料物料,可实现高能量密度和长循环性能。电池独特之处是放电时直接吸入火星大气作为燃料,极大减轻电池的重量。相关研究成果更在科学期刊《科学通报》上发表。
国产电池技术有新突破
今年中国电池业研发再有新突破。苏州大学放射医学与防护国家重点实验室教授王殳凹、王亚星领导的研究团队,联合苏州大学纳米科学技术学院、西安高新技术研究所、西北核技术研究所、湘潭大学等研究人员,提出了一种采用“内建能量转换器”的锕系微核电池的结构设计概念,并在科学期刊《自然》刊发研究成果。
该团队透过在分子层面上将锕系元素与发光的镧系元素耦合,实现放射性核素衰变能到光能的转换效率提高了近8000倍。他们组装了迄今为止效率最高的辐射发光光伏核电池,内置能量转化器还表现出卓越的结构稳定性和发光稳定性,将其与光伏电池相结合,能够将长期稳定的自发光转化为电能输出。有媒体将这项技术形容为“近数十年来核子电池领域的重大突破之一”。这项突破提供利用核子废料的新路向,并有悠长生命周期及高能量的优点。
目前,中国已建成全球最大规模的电池产业体系,锂离子电池的正极、负极、电解液及隔膜四大原材料基本上摆脱进口依赖,锂电池国产率已达到90%以上。面对激烈的国际市场竞争,中国正加大研发投入,不断提高动力电池的效能及可靠性,并研制钠电池、固态电池等一系列新型高效电池。
香港研发储能系统深圳应用
在新型电池和相关技术研发方面,香港也作出贡献。香港中文大学机械与自动化工程学系教授、易池新能创始人卢怡君及其团队,去年成功开发出能大大提高反应速率及电池能量效率的分子催化剂,将硫化物液流电池的寿命和效率大幅提升,成为现阶段成本最低的电解液。今年7月,易池新能启动了最新科研产业化成果“硫基液流电池储能系统”,为深圳沙井一个汽车充电站内30个充电桩提供电力支援,有关系统在电高峰时段可节省七成电费。这是全球首个应用硫基液流的电池系统,是香港科研成果在深圳产业化的一个典范。
早前在四川举办的2024世界动力电池大会上,中国动力电池产业的最新进展和战略方向成为各界关注焦点。随着全球电动化和绿色能源转型的加速,中国正通过技术创新、可持续发展和安全性提升等多方面努力,高质量推进动力电池产业发展,不断挖掘新应用场景的市场潜力。宁德时代、比亚迪等内地电池制造巨头也在大会上展示了新一代动力电池技术。其中,宁德时代展出的“神行Plus”电池,可以在10分钟内充电至续航600公里,在摄氏零下20度高效工作,标志着磷酸铁锂电池技术的突破。
近年我国在研发高效新电池上已取得多项技术突破,而香港基础研究实力雄厚,并且正全力建设国际创新科技中心,加上特区政府积极“抢人才、抢企业”,宁德时代香港研究院已经正式进驻科学园,笔者相信,在新电池及相关技术研发上,香港将大有作为。
资深银行家、理大工商管理博士