美國最近啟用了全新的電池生產線,預計將有助於研究人員開發更安全及更便宜的能源儲存技術,以應對電網需求。這條新生產線位於 Grid Storage Launchpad (GSL),該研究設施佔地 93,000 平方呎,由美國能源部(DOE)旗下的太平洋西北國家實驗室(PNNL)運營,位於華盛頓州的裏奇蘭。根據 PNNL 的資料,這條新啟用的生產線內設有 16 台設備,位於一個 1,400 平方呎的實驗室內。
據報導,這是美國國家實驗室內首條生產稜形電池單元的生產線。PNNL 的研究人員指出,這將使他們能夠在工業相關的規模上製造、測試及驗證先進的電池設計。GSL 的運營經理亞當·吉維萊卡斯(Adam Jivelekas)表示:「這有助於我們的研究人員縮短科學與工業之間的距離。」
新電網儲存中心將專注於生產稜形電池單元,這些電池形狀為矩形,尺寸大於圓柱形電池,形狀類似九伏電池(9V)。因此,每個電池包含的能量更高。這些電池採用更堅固的金屬外殼,較少發生過熱問題,因而越來越受到電網儲能的青睞。PNNL 的材料科學家及項目首席研究員馬克·韋勒(Mark Weller)解釋,金屬比大多數材料更有效地傳導熱量,這使得這些電池更易於降温。他補充道:「如果熱傳導更佳,電池的機械均勻性更高,且包裝更有效,所有這些因素不僅能提高安全性,還能降低成本。」
此外,矩形的形狀使電池可以整齊堆疊,這相較於圓柱形電池減少了空間浪費,有助於提升包裝層級的能量密度。
新電池生產線將推動電網儲能技術的發展
根據吉維萊卡斯的説法,該設施將加速電池研究到生產的過渡。他指出:「我們可以幫助外部研究人員或行業合作夥伴測試和驗證他們的稜形電池設計。」PNNL 透露,該設施位於一個專門的乾燥實驗室內,濕度水平低於地球上一些最乾燥地區的濕度。保持這些條件至關重要,因為微量的水分會損壞敏感的電池元件。該設施在今年早些時候完成了測試,科學家們現在正在準備驗證項目,以展示其能力。
韋勒強調,真正的考驗是證明它能夠穩定地生產高品質的稜形電池。「製作硬幣電池只需幾毫克的材料,而製作稜形電池至少需要一公斤。」他在新聞稿中詳細説明道,「當你這樣擴大規模時,不能假設適用於硬幣電池的化學反應在稜形電池中同樣有效。」
為了驗證這一方法,研究小組將生產並評估兩種有前景的電池化學物質,以用於稜形電池,這兩種分別為鈉離子和鋰鐵磷酸鹽(LFP)。在生產完成後,研究人員將對這兩種稜形電池進行多項測試,以評估其性能和安全性。韋勒總結道:「憑藉這一能力,我們能夠進行研究與開發,並進行企業難以合理化的試點測試,幫助促進先進電池概念的市場轉化。」
項目 規格 電池化學物質 鈉離子、鋰鐵磷酸鹽(LFP)

