英国国家级电池研究所在忙什么？

2017年10月，英国商业、能源与产业战略大臣宣布，将注资数百万英镑建设一家新的研究机构：法拉第研究院（FaradayInstitution），推动和加速电池技术的基础研究及其商业化运用。

该机构将是英国独立的国家级电池研究所，发起机构是英国七所大学（剑桥大学、伦敦帝国理工学院、纽卡斯尔大学、牛津大学、南安普敦大学、伦敦大学学院和华威大学）。该机构由工程与自然科学研究理事会（EPSRC）、政府“工业战略挑战基金”资助，是英国创新机构、EPSRC以及先进推进中心之间协调合作的一部分，以应对“法拉第电池挑战”（英国政府在7月份提出的有关新型电池技术研究、创新和规模化的综合计划）。

该机构未来四年的预算为6500万英镑，用于建立机构、实施电池技术培训计划，并为一系列研究挑战项目提供资金。

研究项目介绍

英国独立的国家电池研究机构表示，该研究计划的目标是突破电池的一些难题，加速电动汽车（EV）的采用。法拉第研究所表示，这项研究如果成功，将使英国处于世界领先的电池技术领先地位。

这个研究所选择的四个项目是剑桥大学领导的“延长电池寿命”，伦敦帝国理工学院（ICL）领导的“电池系统建模”，伯明翰大学领导的“回收再利用”，以及由牛津大学领导的“下一代固态电池”。

法拉第研究所说，这四个项目的主题都是经过与行业伙伴协商选定的，这些行业伙伴将与每个项目进行协作。它补充说，这样的伙伴关系将有助于确保研究符合实际业务的需求。此外，合作伙伴们将为这四个项目总共资助460万英镑。

法拉第研究所创始执行主席PeterB.Littlewood说：“为了实现我们城市空气质量的改进，实现我们对清洁能源目标的渴望，我们需要快速的转向电动汽车。”

“这些研究项目将帮助英国实现这一目标。要提高能量密度、降低成本、延长使用寿命、提高电池安全性，需要在基础研究方面进行大量且有重点的工作。”

延长电池寿命项目将研究环境以及电池内部应力如何影响电动车（EV）电池的使用寿命。

电池系统建模项目旨在创建新的软件工具来了解和预测电池性能。预计这项研究可以达成：将原子级的电池材料组装成电池组。

回收再利用项目的目标是确定废弃锂电池可以回收利用的方法。下一代固态电池项目旨在打破阻碍固态电池进入市场的壁垒。

电池退化

锂离子电池性能下降的许多可能原因，以及用于揭示其机理的一整套综合技术。

多尺度建模

为了推进当前的模型并开发能够准确预测现有和未来电池性能和寿命的设计工具，需要一个完全集成和紧密协调的方案，将关键的建模能力集中到跨长度和时间尺度的多尺度方法中。

回收再利用

RELIB项目的目标是建立技术、经济和法律基础设施，使汽车行业锂离子电池所含材料的回收率接近100%。

下一代固态电池

全固态电池将彻底改变未来的电动汽车。成功地使用碱金属负电极和用固体替换目前用于锂离子电池的易燃有机液体电解质将增加电池的范围并解决安全问题。目前在全球范围内，将此类电池商业化的努力正在失败，并将继续失败，直到我们了解这些设备中发生的基本过程。我们已经确定了所有固态电池面临的四个主要障碍，缺乏基本的理解阻碍了进展。

它们反映在我们计划的四个工作包（wp）中：

WP1：在碱金属阳极固体电解质界面上电镀和剥离锂或钠。

WP2：固体电解质阴极界面的陶瓷-陶瓷接触。

WP3：发现新的固体电解质。

WP4：固态电解质在全电池结构中的集成。