水系電池是以水為電解液的二次電池，相較于有機(jī)物電解液電池，水系電池具有安全性高、環(huán)境友好、高電導(dǎo)率、高容量、低成本等優(yōu)點(diǎn)，并且比鋰化學(xué)性質(zhì)更穩(wěn)定、原材料成本壓力更低。因此在未來(lái)的儲(chǔ)能系統(tǒng)中，水系電池具有更大的應(yīng)用前景。

目前，水系電池的能量密度和循環(huán)性能，在一定程度上已經(jīng)滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)的需求，但距離電動(dòng)汽車(chē)對(duì)動(dòng)力電池的要求還有一段距離。隨著電極和電解液研究的發(fā)展，下一代水系電池或?qū)⒊蔀樯逃秒姵氐闹髁姟?/span>

雖然氧離子電池不能提供與鋰離子電池一樣高的能量密度，但它的存儲(chǔ)容量不會(huì)隨著時(shí)間的推移而不可逆轉(zhuǎn)地降低。氧離子電池可在不含稀有元素的情況下生產(chǎn)，并且由不可燃材料制成。研究人員表示，這些電池的工作方式與鋰離子電池非常相似，它們使離子在兩個(gè)表面之間來(lái)回跳躍并產(chǎn)生電流。

維也納工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)使用一種名為氧化釔穩(wěn)定氧化鋯的陶瓷材料作為電解質(zhì)。陶瓷材料可吸收和釋放帶雙負(fù)電荷的氧離子。當(dāng)施加電壓時(shí)，氧離子從一種陶瓷材料遷移到另一種陶瓷材料，之后可使它們?cè)俅芜w移回來(lái)，從而產(chǎn)生電流。陶瓷不易燃，這意味著它們不太可能著火。此外，也不需用昂貴或只能以對(duì)環(huán)境有害的方式提取的稀有元素，可以毫無(wú)問(wèn)題地再生能量，如果氧氣由于副反應(yīng)而損失，那么損失可簡(jiǎn)單地通過(guò)環(huán)境空氣中的氧氣來(lái)補(bǔ)償。

約翰內(nèi)斯·開(kāi)普勒大學(xué)的奧地利研究人員創(chuàng)造了可拉伸和可生物降解的電池。這種創(chuàng)新電池是水溶性的，很容易在體內(nèi)分解，設(shè)計(jì)用于可穿戴設(shè)備和醫(yī)療植入物，如，醫(yī)療保健可以從可穿戴設(shè)備或植入式電子產(chǎn)品中受益?，F(xiàn)有電池通常含有有毒金屬且難以回收，但這一突破通過(guò)在其結(jié)構(gòu)中使用彈性體、鎂、氧化鉬和可生物降解凝膠克服了這些限制。

弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所的研究人員開(kāi)發(fā)了兩種突破性的激光制造工藝，可提高鋰離子電池生產(chǎn)的能源效率。二極管激光干燥系統(tǒng)可降低 50% 的能耗，并將工業(yè)規(guī)模的空間需求降低 60%。高功率超短脈沖 (USP) 激光器還在電池電極中創(chuàng)建鋰離子高速公路，提高功率密度和使用壽命。

與傳統(tǒng)方法相比，新型二極管激光干燥系統(tǒng)可減少 50% 的能耗，并將工業(yè)規(guī)模系統(tǒng)所需的空間減少 60%。第二項(xiàng)創(chuàng)新是高功率超短脈沖 (USP) 激光器，它可以在電池電極中創(chuàng)建通道，從而提高功率密度和使用壽命。這些通道充當(dāng)鋰離子高速公路，縮短充電過(guò)程并防止缺陷，延長(zhǎng)電池的使用壽命。下一步是將技術(shù)從原型擴(kuò)展到工業(yè)生產(chǎn)線。

該技術(shù)是通過(guò)將五種鹽混合來(lái)延長(zhǎng)鋰離子電池壽命，可以穩(wěn)定破損的電解質(zhì)層，延長(zhǎng)電池壽命，并在電動(dòng)汽車(chē)以及太陽(yáng)能和風(fēng)能的短期存儲(chǔ)方面提供優(yōu)勢(shì)，研究人員還在探索這種電解質(zhì)概念在下一代鈉離子電池中的潛在應(yīng)用，這可以減少對(duì)鋰的依賴。

浦項(xiàng)科技大學(xué)和西江大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種用于鋰離子電池的高容量陽(yáng)極材料，該材料有可能將電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程增加十倍。通過(guò)用硅陽(yáng)極和層狀充電聚合物取代傳統(tǒng)的石墨陽(yáng)極，他們創(chuàng)造了一種穩(wěn)定可靠的材料。這一進(jìn)步可以滿足電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域?qū)Ω呷萘侩姵夭粩嘣鲩L(zhǎng)的需求，并有助于通過(guò)電動(dòng)汽車(chē)的采用來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化。

與傳統(tǒng)電池相比，這種可充電鹽電池可提供更持久、更高容量的存儲(chǔ)。該技術(shù)的工作原理是將電能轉(zhuǎn)化為熱量，加熱流經(jīng)含鹽蒸發(fā)器的液體（油或水），從而實(shí)現(xiàn)熱量?jī)?chǔ)存和釋放。這種鹽電池可以徹底改變可再生能源存儲(chǔ)，并為無(wú)天然氣的建筑環(huán)境做出貢獻(xiàn)。

隨著這些創(chuàng)新電池技術(shù)的進(jìn)步與廣泛應(yīng)用，在能源存儲(chǔ)、效率和可持續(xù)性方面將取得重大進(jìn)步。