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先进锂离子电池和技术的开发通常解决以下四个目标之一：1）创造更高的体积能量密度和/或比能量/功率，2）赋予本质上更安全的化学性质，3）实现更快的充电速度，和4）使用价格较低但性能具有竞争力/接近竞争力的电池。当然，其他因素也会发挥作用，这取决于目标市场类型和全球供应的可用性；然而，为了广泛采用，上述要点/标准仍然很重要。锂离子在商业上已在通信和运输 (EV) 应用行业中根深蒂固。如今，轻微的迭代（主要是电解质定义的）正在逐步提高安全性、成本和循环或日历寿命。最后一点，日历寿命，是能量密度极高的锂离子电池经常被忽视的一点，因为它们在较高电荷（OCV 条件）和高温下具有反应性。虽然循环寿命与容量/能量性能下降之间存在争议，但重新利用电池本身或在电池寿命结束时回收内部化学成分的尝试在该领域已大大增加。希望在回收循环中也能考虑能源中性过程。尽管如此，能源存储领域相当大，这一追求取决于推动该领域朝着许多方向之一迈进，朝着更崇高的目标迈进。因此，下一代电池和技术的追求必须更深入地研究新的和新颖的化学和电化学，以创造一个中性、无碳环境的世界，一个仅靠太阳能和风能等可再生能源就能满足能源需求的世界。因此，电力和化学在我们这个世界中的应用是 21 世纪的杰作。钠离子电池 (SIB) 进入电池领域让我们认识到预知由锂离子衍生的非水 (电) 化学知识的价值，这可以加快研究方向并缩短开发时间。在过去 10 年中，有关 SIB 的出版物数量大幅增长，这确实代表了一种“超越锂离子”的电池系统方法；然而，这种方法的固有能量密度可能较低。接近 250 Wh/kg 或相当于当今市场上最好的锂离子电池的 SIB 能量密度尚未得到证实/发现。然而，与锂离子相比，电池组建模确实表明生产和原材料提取成本更低，以及材料加工所需的能量更低（以成本/kWh 计算）。如果 SIB 的成本低于石墨/LFP (LiFePO 4 )，同时具有相同的能量密度、寿命、性能和安全性，那将会很有趣，而且肯定具有竞争力。在纸面上这很容易陈述，但挑战在于在现场展示这种比较。我们期待继续开发新的 SIB 阴极和阳极材料的相空间，新的电解质、盐和其他 SIB 技术和特性将引起人们对这个快速发展领域的兴趣。
下一代电池和技术的巨大挑战和机遇
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