在赛默飞科学实验室举办的首届清洁能源论坛上，电池行业与学术界的融合揭示了电池制造的可持续性至关重要，先进的能源存储解决方案和新电池技术将减少能源消耗的环境影响。
电池研发领域不断发展，自20世纪70年代石油危机以来，其核心焦点一直是开发具有更高能量密度和输出的新型电池技术。自那时以来，锂离子电池的发展席卷全球，至今仍被广泛应用于大多数商业应用中。然而，锂离子电池在其整个生命周期中都会对环境产生影响。原材料提取和制造过程能耗高，而妥善处理和回收对于最小化环境损害至关重要。为了提高可持续性，人们正在努力开发高效的制造工艺、负责任的采购来源、推广回收利用以及探索替代电池化学方法。随着社会寻求减少其环境影响，人们对能够以更可持续的方式提供先进能源存储解决方案的新电池技术重新产生了兴趣。
如今，有技术可以帮助科学家更好地了解电池背后的基本科学原理。通过获得原子级别的洞察力，研究人员可以探索提高能量密度、安全性、性能和可持续性的方法。这些基础见解可以催生创新和更好的工程设计。但是，要真正塑造电池的未来并转向更清洁的能源选择，该领域的专家必须以战略、协同联盟的形式团结起来。
联合力量塑造新电池技术
电池行业专家与学术研究者之间的合作对于推进电池技术至关重要。双方都有自己的优势，可以推动电池研究和开发的集体进步。
“在学术界，科学家们拥有强大的基本见解背景，并且正在努力为清洁能源电池寻找创新解决方案，”乌米康（Umicore）高级区域开放创新经理（NA&CN）温迪·周（Wendy Zhou）表示。 “行业专家在电池应用和工程方面表现出色。如果我们携手合作，我们可以了解彼此的观点和专长。”
清洁能源技术的发展需要依靠行业和学术界的核心优势来提高创新总产出。来自这两个群体的专家一致认为，合作伙伴关系不仅将加强研究，还将更快地推动社会走向更清洁、更安全的世界。
过去，关于电池材料的基本研究主要局限于学术界，因为所需的知识以及复杂的分析仪器使得只有学者才能接触。这些仪器复杂且昂贵，需要一定的学位才能操作。如今，随着小型、用户友好且更便宜的仪器的出现，工业科学家可以进行深入的材料表征。这种民主化允许学术界和产业界之间的合作，使各方能够分析问题的各个方面并共同朝着更可持续的电池解决方案迈进。
使用多维表征工具解锁答案
电池组成、界面和化学反应在电池研究和新型电池技术开发中是复杂但至关重要的。来自赛默飞科学实验室等机构的多维表征工具为电池研究和制造提供了动力，使研究人员能够了解内部工作原理，从而让研究人员理解科学现象与细胞级性能之间的关联。
“我们不能过分强调表征的重要性，”密歇根州立大学助理教授方成成博士说。
直到最近，科学家们还无法完全理解锂离子电池中的电解质问题。然而，在方成成博士最近领导的研究中使用多维工具帮助确定了某些电池外壳材料导致不兼容性的问题。
新电池技术超越锂离子电池
在我们高度活跃的社会中，人们期望电池具有高性能和长寿命，而今天的锂离子电池非常高效。但是，各行各业和学术界正在测试新的电池材料以找到创建更能量密集、更安全、更可持续的先进电池技术的方法。
“我真的相信钠离子电池可能是未来五到十年的主流，”加州大学圣地亚哥分校的项目科学家张明浩说。 “钠离子电池的资源比锂离子电池更丰富。如果我们能在未来的五到十年内实现钠离子电池的应用，我们就可以解决许多关于我们试图发展的[储能]行业的锂资源供应紧张问题。”
斯坦福大学教授兼Mitra Chem联合创始人陈威廉博士进一步阐述了这一点：“在能源存储方面没有银弹，我们需要开发广泛的[新型电池技术]以满足全球需求。”
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