鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:329次 | 2023年08月15日
電池是如何打開采礦熱潮的大門?
英美資源和PlatinumGroup去年成立的LionBatteryTechnologies與佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)(FloridaInternationalUniversity)一道,因在鋰電池中使用鉑族金屬和碳納米管而獲得美國(guó)專利。我們與Lion進(jìn)行了交談,以了解更多關(guān)于該項(xiàng)目的情況,以及投資其開采的金屬的全新或擴(kuò)展工業(yè)用途的重要性。
長(zhǎng)期以來,鉑族金屬一直被視為可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃中潛在的游戲規(guī)則改變者,特別是在排放控制和替代能源等領(lǐng)域。利用它們的催化性能來提高電池的性能,對(duì)電動(dòng)汽車來說是一個(gè)重大的進(jìn)步,甚至為更長(zhǎng)的電池使用壽命開啟了一扇大門,讓其的使用不僅僅只限于交通運(yùn)輸?shù)哪康?。雖然這一概念尚未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,但LionBatteryTechnologies相信他們已經(jīng)向這一概念接近了。
該合資公司成立于2019年,旨在支持BilalEl-Zahab博士的工作。BilalEl-Zahab是佛羅里達(dá)國(guó)際大學(xué)(FIU)機(jī)械和材料工程的助理教授,一直在研究將鉑族金屬添加到電池技術(shù)中的好處。具體來說,ElZahab博士發(fā)現(xiàn),當(dāng)添加鉑族金屬鈀和鉑時(shí),鋰氧和鋰硫電池的效率將會(huì)有所提高,從而提高了電池的能量密度和可循環(huán)性。最近的專利更是推波助瀾,該項(xiàng)目有望很快取得市場(chǎng)成果,使鉑族金屬成為電池行業(yè)的一個(gè)激進(jìn)的后起之秀。滿足當(dāng)代需求的電池在與PlatinumGroup首席執(zhí)行官R.MichaelJones交談時(shí)他表示,電池技術(shù)的現(xiàn)狀是不足以滿足快速現(xiàn)代化世界的需求的,這種情況在兩年前十分明顯。他說:手機(jī)電池經(jīng)過一年的充放電后會(huì)老化,純電動(dòng)汽車(EVs)有著重量超過300公斤的電池,但續(xù)航里程仍存在問題。
當(dāng)代世界已經(jīng)從我們祖父手中的電池手電筒改變了。
盡管鋰電池可以被稱作是一種革命性的電池類型,但現(xiàn)有型號(hào)的電池壽命短、過熱--除了充電能力之外,ElZahab博士的工作也試圖解決這些問題?,F(xiàn)代鋰電池很好,并向前邁進(jìn)了一步,但它仍不是我們所需要的,Jones補(bǔ)充道。鋰很可能是電池的贏家,因?yàn)樗茌p,有很多電子可以工作,所以它擁有良好的電性能。但是,仍有一些其他的化學(xué)元素,當(dāng)被添加到電池內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)中,能給其帶來改進(jìn)。
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%
雖然目前汽油動(dòng)力汽車的催化轉(zhuǎn)換器對(duì)鉑和鈀的需求很大,但眾所周知,鉑和鈀作為催化劑和它們?nèi)剂咸幚矸磻?yīng)的能力,意味著它們是提高電池性能很好的候選材料,且在這一過程中可以節(jié)省資金和環(huán)境成本。雖然現(xiàn)有的鋰空氣電池和硫化鋰電池可能會(huì)非常強(qiáng)大,但歷史證明,可循環(huán)性是一個(gè)挑戰(zhàn)。ElZahab博士和他的六位納米材料專家,以及電池博士后團(tuán)隊(duì)證明,鉑族金屬不僅有助于刺激反應(yīng),而且可改善充放電循環(huán)。為了確定這些材料在電池中的有效性,研究小組正在運(yùn)行數(shù)百個(gè)實(shí)驗(yàn)電池,每天跟蹤電池的性能,并調(diào)整結(jié)構(gòu)和鉑族金屬以找到最佳的性能。
下一步是什么?新電池的研發(fā)工作進(jìn)展順利,F(xiàn)IU團(tuán)隊(duì)完成了第一年的研究,并越過了他們的第一個(gè)技術(shù)里程碑。這項(xiàng)名為BatteryCathodesforImprovedStability的專利是該項(xiàng)目的一大成功,其中包括在鋰電池中使用碳納米管和其他創(chuàng)新技術(shù)。作為對(duì)FIU的獎(jiǎng)勵(lì),大學(xué)就研究和專利申請(qǐng)與Lion簽署了一項(xiàng)贊助協(xié)議。
首次專利授權(quán)是對(duì)于我們目標(biāo)的第一個(gè)重要里程碑,我們的目標(biāo)是利用一個(gè)真正的前沿創(chuàng)新,并同時(shí)推動(dòng)鉑族金屬的需求,Jones就此事發(fā)表了看法。Jones認(rèn)為,隨著我們?cè)絹碓蕉嗟亻_始調(diào)整電網(wǎng),為電動(dòng)汽車的廣泛采用開拓道路,更便宜、更輕、更強(qiáng)大的鋰電池市場(chǎng)將不斷增長(zhǎng),確??裳h(huán)性將成為許多人的首要任務(wù)。
預(yù)計(jì)這些新型電池將被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備等領(lǐng)域。Jones說:電池現(xiàn)在已經(jīng)是技術(shù)的一部分,但如果電池性能可以提高3到5倍,將使電動(dòng)汽車和設(shè)備的性能大大提高。將科技創(chuàng)新引入商用電池需要三到五年的時(shí)間,但這個(gè)潛力是很大的。價(jià)格與效率雖然鉑族金屬的使用可能會(huì)增加電池的成本,但Jones說,電池更高的效率有望部分抵消這一價(jià)格。Jones說:鉑族金屬都是很好的促進(jìn)反應(yīng)的化學(xué)催化劑,基于這個(gè)因素,我們已經(jīng)在汽車的排氣管中使用它們以凈化廢氣。
電池的陰極側(cè)比現(xiàn)在的電池輕得多,而且功率更高,這使得電池的功率更大,使用壽命比現(xiàn)在所用的技術(shù)更長(zhǎng)。雖然這項(xiàng)技術(shù)還沒有完全開發(fā)出來,但研究小組確認(rèn),通過在陰極使用含有10克到12克鉑族金屬的碳納米管,可以看到顯著的性能和重量比優(yōu)勢(shì)。Jones稱,該公司的目標(biāo)重量是鋰空氣電池144公斤,鋰硫電池188公斤。
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
更多的專利申請(qǐng)已經(jīng)提交,該項(xiàng)目在未來幾年可商業(yè)化前景是十分樂觀。Jones說,我們正在與商業(yè)電池制造商討論我們的創(chuàng)新。我們已經(jīng)通過了第一年的技術(shù)里程碑,而且正提前達(dá)到第二年的目標(biāo)。我們對(duì)概念的證明感到非常滿意,鉑族金屬可以在下一個(gè)電池創(chuàng)新中發(fā)揮重要作用。事實(shí)上,AngloAmericanPlatinum在2019年宣布,由于鉑族金屬價(jià)格上漲,其利潤(rùn)比前一年翻了一番多,這展示了這一蓬勃發(fā)展的行業(yè)所固有的機(jī)遇。
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