尋找更好的電池的持續追求

十年前，如果您除了手電筒或鬧鐘外還需要電池，那么您的選擇就非常有限。鋰離子電池在1990年代已進入消費電子領域，研究人員才剛剛開始探索其在某些汽車應用中的潛力。

但是，即使在2010年，科學家和政策制定者也知道鋰離子電池并不是解決儲能挑戰的唯一解決方案。從重型卡車運輸到電動飛機，到間歇性生產的可再生能源在電網上的大型安裝中的不同應用，要求科學家在化學和技術方面進行更廣泛的思考。

為了發現鋰離子電池以外的關鍵電池技術，能源部(DOE)成立了能源存儲研究聯合中心(JCESR)，這是一個由能源部阿貢國家實驗室領導的能源創新中心，旨在將實驗室，學術界和工業界聚集在一起解決儲能方面的關鍵挑戰。JCESR最初是為期五年而設計的，其任務是開發能夠在相同重量下顯著存儲更多能量，卻成本更低的電池。

在JCESR成立之初，這一挑戰促使人們尋找一種“魔術”-一種滿足特定能量密度和成本要求的電池，可以滿足多種應用的需求。JCESR主任和Argonne杰出研究員George Crabtree表示：“起初，我們認為我們可以找到一種可以全面應用的化學物質或一系列化學物質。” “我們發現，無論我們最終設計哪種電池，一種千篇一律的方法永遠無法真正起作用。”

Crabtree解釋說，其原因之一是不同類型的電池應用需要不同種類的權衡。一個對飛機有益的電池需要能夠存儲和產生非常大量的能量(是鋰離子能量的幾倍)，同時還要非常安全。他說，另一方面，成本并不是一個重要因素，因為航空公司的運營成本使其資本成本相形見war。

相反，用于汽車和輕型卡車的電池只需要存儲足夠的能量即可在充電之前行駛數百英里，但是理想情況下，它們需要能夠快速充電，并且安全且成本低廉。