鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:618次 | 2022年01月04日
未來電池會是怎樣 哪一款會成為動力鋰電池?
最近小伙伴們應(yīng)該都被手機(jī)界的"爆炸"事件刷屏了,從三星Note7爆炸到iphone7也爆炸,電池這一爆炸的"幕后"主使者成為了我們關(guān)注的焦點(diǎn)。既然我們使用的電池不是百分百的安全,那么會不會出現(xiàn)性能更加優(yōu)質(zhì)的電池出現(xiàn)?
答案是肯定的,下面我們就來"漲漲姿勢",看看未來可能出現(xiàn)的幾款新型電池。
"烯王"石墨烯電池
關(guān)于石墨烯電池,大家并不會陌生,澳大利亞斯威本科技大學(xué)的研發(fā)人員開發(fā)出了新型石墨烯電池,這款電池不但擁有超強(qiáng)的快充能力(幾秒鐘),而且其耐用性也不一般,研發(fā)人員開出的使用期限為一輩子。石墨烯材料的運(yùn)用克服了傳統(tǒng)電池所有的缺點(diǎn),同時(shí)這款產(chǎn)品也非常環(huán)保,而且造價(jià)便宜。
據(jù)了解,東旭光電的石墨烯鋰離子電池產(chǎn)品"烯王"在今年七月八日對外公布,據(jù)資料知,"烯王"可在5C條件下,實(shí)現(xiàn)不到15分鐘的快速充電,而且可在-30至80℃的環(huán)境下工作,循環(huán)壽命更高達(dá)3500次。此前測試,"烯王"充電用時(shí)不到15分鐘,僅為普通充電產(chǎn)品的1/24。
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%
不過后來的事情嘛,大家都了解,東旭光電承認(rèn)"烯王"并非真正意義上的石墨烯電池。正所謂,路漫漫兮其修遠(yuǎn)。
"老不死"的納米線電池
雖然很不愿意承認(rèn),但是心愛的移動設(shè)備總有一天會壞的,尤其是電池部分。事實(shí)上,很少有智能手機(jī)或者筆記本電腦的鋰離子電池能夠在3年之內(nèi)沒有出現(xiàn)容量損失的情況。
來自加利福尼亞大學(xué)爾灣分校的科學(xué)家們表示,他們在偶然間發(fā)現(xiàn)的技術(shù)能夠?qū)㈦姵氐钠骄鶋勖鼜?年提升到驚人的300或者400年。這樣的突破將大大提升產(chǎn)品的壽命,減少浪費(fèi),并且有助于延長電動汽車的續(xù)航里程。
據(jù)了解,MyaLeThai在黃金納米線上涂上了二氧化錳涂層,在長達(dá)3個(gè)月的測試過程中,納米線進(jìn)行了20萬次循環(huán)充電,并且沒有出現(xiàn)任何的容量損失。
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:勘探測繪、無人設(shè)備
"黑科技"自毀電池
看過碟中諜系列電影的朋友想必對影片中各種"黑科技"不陌生,湯姆克魯斯飾演的間諜使用的各種小玩意幾乎都能不留痕跡地進(jìn)行"自毀",也許在很多人看來這是天方夜譚,但在科學(xué)家的不懈努力下,真正能夠自毀的電池終于問世了。
來自愛荷華州立大學(xué)的專家們表示,他們的發(fā)明是前列款能夠"穩(wěn)定進(jìn)行自我毀滅"的電池。他們研制的鋰離子電池能夠支持一個(gè)計(jì)算器約15分鐘,將其投入水中,半小時(shí)內(nèi)即可溶解。
這款厚約1mm、長約5mm的電池采用典型的鋰離子技術(shù),和普通電池最大的差別是,它采用了聚合物復(fù)合材料作為外殼,在水中能夠自動降解。雖然該技術(shù)前景看好,但距其能夠應(yīng)用于更復(fù)雜的電子設(shè)備還有很長一段路要走。
具有快速自發(fā)熱功能的鋰離子電池
美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究小組開發(fā)出一種具有快速自發(fā)熱功能的鋰離子電池。這一新型電池的出現(xiàn)有望彌補(bǔ)傳統(tǒng)鋰離子電池在0℃以下低溫環(huán)境中性能下降、掉電快的短板,讓電子產(chǎn)品在低溫環(huán)境中高效運(yùn)行成為可能。
新研究通過改變傳統(tǒng)鋰離子電池結(jié)構(gòu)的辦法破解了這一難題。在電池中加入了通電后能發(fā)出熱量的鎳箔,經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì),只要環(huán)境溫度低于0℃,電池中一部分電流就會改變流向,流過鎳箔,出現(xiàn)熱量,像一片能反復(fù)利用的"暖寶寶"相同為電池保暖;而一旦電池內(nèi)部溫度超過0℃,流向"暖寶寶"的電流就會被切斷,讓電池恢復(fù)到普通工作狀態(tài)。
除了以上幾款新型的電池,還有一些稀奇古怪的電池,比如葉片綠色電池、用糖做的電池、用鹽做的電池、用玉米棒做的電池......下面就簡單介紹一下這些電池。
葉片綠色電池
馬里蘭大學(xué)的一隊(duì)研究者最近開發(fā)了一款廉價(jià)的新材料,該材料將在新一代電池上充當(dāng)負(fù)極。在實(shí)驗(yàn)中該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),橡樹葉被加熱到1000攝氏度后,其碳基結(jié)構(gòu)會被瓦解,隨后所剩物質(zhì)中就可容納電解質(zhì)。眼下,該團(tuán)隊(duì)還在對其他自然材料進(jìn)行測試,包括泥炭土和香蕉皮等。
糖電池
據(jù)國外媒體報(bào)道,科學(xué)家研究表明,一種糖生物電池概念可以完全將糖中的化學(xué)能量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳌?/p>
這項(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在《自然通訊》雜志上,糖生物電池的能量存儲密度大約是596安培-時(shí)/公斤(A-h/kg),相比之下,鋰離子電池的能量存儲密度為42安培-時(shí)/公斤。這意味著糖生物電池比同等重量的現(xiàn)有鋰離子電池持續(xù)使用至少10倍時(shí)間。
據(jù)了解,其優(yōu)點(diǎn)是超強(qiáng)的續(xù)航能力。研究人員從糖中分離除了麥芽糖精,而它就是這款新型電池的能量來源。麥芽糖精和空氣接觸后,電池就會釋放電子來發(fā)電。由于糖便宜且存量大,所以此款新電池成本較低,最重要的是它擁有可降解的特性。
隔著屏幕都能聞著一股子甜味,其實(shí)小編想問問,糖做的電池可以吃嗎?吃起來是甜的嗎?
可食用鹽水電池
這款電池可是將環(huán)保的概念發(fā)揮到了極致,為了為自家電池正名,AquionEnergy的威特克里居然真的啃掉一塊電池吃了下去(肯定不怎么好吃)。這款電池的部件都由生物衍生材料制成,在變身電池前它們可能是塵土、棉花、碳或鹽水。不過,這款電池可不是給移動設(shè)備準(zhǔn)備的,它要做"大事業(yè)",比如做家庭或公司的備用電源,而為其供應(yīng)電能的則是環(huán)保的風(fēng)能或太陽能。
玉米棒鋰離子電池
硬碳作為最具發(fā)展?jié)摿Φ拟c離子電池負(fù)極材料備受研究人員關(guān)注,然而碳前軀體低產(chǎn)率和SEI膜的形成造成其高昂的價(jià)格和較低的首次庫倫效率,從而限制了應(yīng)用發(fā)展。
為解決上述問題,近日,中科院物理所清潔能源實(shí)驗(yàn)室的黃學(xué)杰課題組利用簡單的碳化方法將資源豐富且廢棄的玉米棒生物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛蔡疾牧?,并作為鈉離子電池的負(fù)極材料,實(shí)現(xiàn)了低成本和高首次庫倫效率。
該硬碳材料(HCC)的制備工藝相當(dāng)簡單——僅僅一步高溫碳化即可(熱處理溫度為1000℃、1300℃、1600℃,命名為HCC-1000,HCC-1300,HCC-1600,),碳產(chǎn)率在21%左右,產(chǎn)物硬碳為不規(guī)則顆粒形態(tài),尺寸分布在5-10μm之間。
瓜瓤電池
來自我國和澳大利亞兩國的研究人員把目光投向了絲瓜瓤。絲瓜瓤本身具有高度疏松多孔的結(jié)構(gòu),這和隔膜的要求非常一致。
測試表明,假如不使用隔膜對電極進(jìn)行保護(hù),經(jīng)過500次充放電循環(huán),鋰-硫電池的比容量(單位質(zhì)量或者體積的電池或者活性物質(zhì)能夠放出的電量,這里用的是質(zhì)量比容量)只有原先的不到20%,而假如使用了經(jīng)過900oC裂解處理的絲瓜瓤制成的隔膜,經(jīng)過500次循環(huán),電池的比容量仍然能夠保持原先的一半。
這和此前利用合成方法制成的隔膜所供應(yīng)的保護(hù)效果相當(dāng),但利用絲瓜瓤為原料無疑在原材料和生產(chǎn)成本上都具有一定的優(yōu)勢。
介紹了這么多的新型電池,然而你覺得哪一款才是未來的動力鋰電池主流?