鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1316次 | 2018年07月20日
市場(chǎng)格局或?qū)⒈贿@四種新型電池改變
目前,鋰離子依舊是交通運(yùn)輸以及能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域里的首選化學(xué)元素,不過,隨著科技的發(fā)展以及需求的提升,對(duì)于新一代電池技術(shù)的呼聲也日漸高漲。而且,隨著時(shí)間的推移,鋰離子電池在效用上也存在著較大的限制瓶頸,比如能量密度、安全以及成本等。
研究發(fā)現(xiàn),隨著新技術(shù)的發(fā)展,鋰硫電池、固態(tài)鋰電池、新型液流電池以及液態(tài)金屬電池將會(huì)不斷與鋰離子電池爭(zhēng)奪市場(chǎng)。當(dāng)然,新舊電池的市場(chǎng)爭(zhēng)奪戰(zhàn)可能還需要一段時(shí)間,但未來,新電池技術(shù)將以更低的成本帶來更安全的使用體驗(yàn)。那么,這四種最有潛力的高能電池,誰將在未來改變市場(chǎng)格局呢?
充電容量高的鋰硫電池
近日,日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所宣布,其與筑波大學(xué)共同開發(fā)出了一種鋰硫電池,通過采用金屬有機(jī)骨架作為電池隔膜,實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期穩(wěn)定的充放電循環(huán)特性。據(jù)介紹,在1C的電流密度(恒流放電1小時(shí)后結(jié)束放電時(shí)的電流值)下進(jìn)行1500次循環(huán)測(cè)試之后,這種鋰硫電池仍可保持高達(dá)900mAh/g的充電容量。
采用硫作為鋰電池正極的鋰硫電池具有正極容量高(理論值為1675mAh/g)的特點(diǎn),作為新一代蓄電池備受期待。在2008年太陽能飛機(jī)首航時(shí),就使用了鋰硫電池,白天時(shí),太陽能飛機(jī)上的光伏發(fā)電板僅為飛行提供能力,而且為其鋰硫電池充電,以維持晚上飛行所需的動(dòng)力。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
安全與長(zhǎng)壽的固態(tài)鋰電池
固態(tài)鋰電池與普通鋰離子電池的主要區(qū)別在于它將傳統(tǒng)的有機(jī)電解液替換成固態(tài)電解質(zhì)。采用有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰離子充電電池,因有過度充電、內(nèi)部短路等異常時(shí)可能導(dǎo)致電解液發(fā)熱,有自燃甚至爆炸的危險(xiǎn)。采用固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)鋰電池,不僅在安全性上大大提高,在使用壽命和能量密度上都有了很大的改善。
由于固態(tài)鋰電池內(nèi)部不含液體,消除了任何液體泄漏的問題,在體積和重量上較之傳統(tǒng)鋰電池也有所降低,同時(shí)適應(yīng)能力更強(qiáng),這些優(yōu)勢(shì)十分有利于固態(tài)鋰電池在儲(chǔ)能和新能源汽車領(lǐng)域上展開應(yīng)用。目前科研界以及工業(yè)界都在研發(fā)以及生產(chǎn)固態(tài)鋰電池,并將其視為最有潛力的新一代電池產(chǎn)品。
便于儲(chǔ)能的新型液流電池
相比常規(guī)使用的充電電池,液流電池的規(guī)模更大一些,這是因?yàn)橐毫麟姵氐男问胶凸δ懿煌诔R姷匿囯x子電池。在液流電池單元中,液態(tài)電解質(zhì)在兩個(gè)容器箱體中循環(huán)流動(dòng),而兩個(gè)箱體通過一個(gè)薄膜進(jìn)行分離。離子穿越薄膜就實(shí)現(xiàn)了電荷轉(zhuǎn)移,整個(gè)過程與氫燃料電池的發(fā)電原理類似。液流電池組較鋰離子電池有更高的安全性,即便放置很長(zhǎng)一段時(shí)間,電能也不會(huì)出現(xiàn)流失,因此很適合用來儲(chǔ)存太陽能、風(fēng)能等可再生能源。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
美國太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室(PNNL)的研究人員使用低成本及可持續(xù)的合成分子開發(fā)了一種全新的有機(jī)液流電池,其生產(chǎn)成本比常見的全釩液流電池成本降低了60%左右,這也使新型液流電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域里的占有巨大的優(yōu)勢(shì)。
能量與功率型的液態(tài)金屬電池
液態(tài)金屬電池是通過液態(tài)金屬的氧化還原反應(yīng),把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。金屬呈液態(tài)是該電池的特點(diǎn),利用液體的流動(dòng)性,液態(tài)金屬電池具有高倍率充放電性能及電池系統(tǒng)的可放大性,這也使得液態(tài)金屬電池能滿足能量型和功率型雙重應(yīng)用,在大規(guī)模儲(chǔ)能中有著廣闊的應(yīng)用前景。
來自麻省理工學(xué)院的一組研究人員就開發(fā)出了一種新型全液態(tài)金屬電池系統(tǒng),這種系統(tǒng)造價(jià)便宜,且使用壽命較長(zhǎng)。據(jù)研究團(tuán)隊(duì)稱,此裝置可讓風(fēng)能和太陽能這些可再生能源具備與傳統(tǒng)能源相競(jìng)爭(zhēng)的能力。
以上這四種新型高級(jí)電池目前都已接近進(jìn)入商用量產(chǎn)階段,在未來幾年即可為電動(dòng)汽車以及能源儲(chǔ)備市場(chǎng)提供新的能量?jī)?chǔ)存手段。
那么,這四種電池,你認(rèn)為哪一種電池將會(huì)改變市場(chǎng)格局呢?