電動(dòng)汽車(chē)，現(xiàn)代化的電網(wǎng)甚至智能手機(jī)都不過(guò)是沒(méi)有儲(chǔ)存能量的管道夢(mèng)想。更具體地說(shuō)，他們依靠電池，數(shù)百年前的技術(shù)被迫成熟得更快，以滿足我們對(duì)便攜式電源不斷增長(zhǎng)的需求。至少在技術(shù)方面，進(jìn)步給電池研究人員帶來(lái)了無(wú)數(shù)挑戰(zhàn)。他們的設(shè)備必須更加努力地工作而不會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，并且不會(huì)顯著提高他們所用技術(shù)的價(jià)格。例如，電動(dòng)汽車(chē)零售價(jià)的一半左右就是電池，盡管隨著越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)出現(xiàn)這種情況，預(yù)計(jì)這種情況會(huì)有所下降。

美國(guó)能源部科學(xué)辦公室痛苦地意識(shí)到這一點(diǎn)，于2009年創(chuàng)建了能源前沿研究中心（EFRC）計(jì)劃，以鼓勵(lì)研究人員重新思考我們?nèi)绾紊?，供?yīng)，傳輸，儲(chǔ)存和使用能源。在六月能源部頒發(fā)100份億$32個(gè)EFRCs，$10萬(wàn)美元，其中在石溪大學(xué)，紐約州立大學(xué)的材料科學(xué)家和化學(xué)工程師領(lǐng)導(dǎo)的是資金的復(fù)雜電池系統(tǒng)研究以斯帖竹內(nèi)。Takeuchi是StonyBrook的一位杰出教授，擁有眾多工程學(xué)獎(jiǎng)項(xiàng)，因開(kāi)發(fā)一種用于為植入式除顫器供電的改進(jìn)電池而聞名。

Takeuchi的EFRC被稱為中尺度輸送特性中心（m2M），其目的是揭開(kāi)鋰離子電池內(nèi)電荷移動(dòng)和轉(zhuǎn)移的神秘面紗。實(shí)驗(yàn)室所做的任何知識(shí)飛躍都將用于開(kāi)發(fā)儲(chǔ)存大量能量的電池，同時(shí)產(chǎn)生盡可能少的熱量（pdf）。StonyBrook的m2M合作伙伴包括布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，哥倫比亞大學(xué)和加州大學(xué)伯克利分校。

科學(xué)美國(guó)人與Takeuchi談到了她與能源部的新工作，她的團(tuán)隊(duì)努力在追求科學(xué)突破時(shí)徹底重新考慮電池和實(shí)驗(yàn)室多樣性的價(jià)值。[編輯后的對(duì)話記錄如下。]你為什么把研究重點(diǎn)放在電池上？今天最熟悉的高性能電池是便攜式電子產(chǎn)品中蓬勃發(fā)展的鋰離子電池，包括手機(jī)和筆記本電腦。當(dāng)然，手機(jī)或筆記本電腦的電池不需要持續(xù)十年-誰(shuí)能想象擁有一部已有10年歷史的手機(jī)呢？將鋰離子電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)或智能電網(wǎng)這樣大的電池，可以開(kāi)發(fā)出持久耐用的電池-那些可以運(yùn)行10年甚至20年的電池-非常重要。要以這種方式改進(jìn)電池，您必須在系統(tǒng)級(jí)別真正理解內(nèi)部發(fā)生的交互。

了解系統(tǒng)級(jí)電池意味著什么？我們使用非常強(qiáng)氧化劑的材料來(lái)制造陰極和材料是強(qiáng)還原劑以制造陽(yáng)極。把這些材料放在電解液和某種膜中，然后理想情況下我們希望一切都只是坐在那里，直到我們要求它發(fā)電。但是發(fā)生了許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，特別是在一種固體接觸另一種固體或固體接觸液體電解質(zhì)的界面處。可能會(huì)有很多化學(xué)反應(yīng)，并且理解限制生命周期的現(xiàn)象類型-換句話說(shuō)，它是錯(cuò)誤的-是延長(zhǎng)壽命的關(guān)鍵之一。您需要了解故障模式是什么才能解決它們。這是一種研究?jī)?chǔ)能的新方法？在過(guò)去，電池的開(kāi)發(fā)更多是通過(guò)優(yōu)化而不是基本的洞察力。我今天的樂(lè)觀態(tài)度是，有一些分析方法和技術(shù)可以通過(guò)探測(cè)活性電池內(nèi)部正在進(jìn)行的原位甚至是操作中的工作來(lái)提供前所未有的洞察力。突破性科學(xué)和真正見(jiàn)解的機(jī)會(huì)是我們開(kāi)始能夠設(shè)想的，這使得它非常令人興奮。StonyBrook能源前沿研究中心的資源與其他研究?jī)?chǔ)能的研究工作相比如何？EFRC很大，比典型的學(xué)術(shù)研究資助大10倍左右，資金為期四年。這絕對(duì)是能源部的旗艦計(jì)劃。我們已經(jīng)指定了StonyBrook的先進(jìn)能源研究和技術(shù)中心作為EFRC的總部。還有多個(gè)合作伙伴和多個(gè)實(shí)驗(yàn)室參與其他地點(diǎn)。你希望在未來(lái)四年內(nèi)完成什么？我們的目標(biāo)當(dāng)然是我們?yōu)槔斫膺@些能量存儲(chǔ)系統(tǒng)中發(fā)生的現(xiàn)象的基礎(chǔ)科學(xué)作出了重大貢獻(xiàn)。我們最初的重點(diǎn)是鋰電池。這將有助于我們構(gòu)思和設(shè)計(jì)產(chǎn)生更少熱量并做更多工作的新方法。研究人員使用哪種技術(shù)研究電池？MRI是一種工具。我正在使用來(lái)自同步加速器的非常高能量的X射線[一種粒子加速器]，它實(shí)際上可以穿透電池的鋼殼-它的皮膚-并獲得內(nèi)部固體的衍射圖案。通過(guò)這種方式，我們不僅可以探測(cè)反應(yīng)產(chǎn)物，還可以獲得足夠的空間分辨率，以找出這些產(chǎn)品的形成位置。電極具有多個(gè)界面-一個(gè)朝向電解質(zhì)，另一個(gè)界面朝向電流收集器。電解質(zhì)在某種意義上是輸送離子，集電器是電子來(lái)自或來(lái)自的地方，因此我們可以分辨出反應(yīng)發(fā)生的位置。這[技術(shù)]告訴我們什么限制了反應(yīng)。是電子訪問(wèn)嗎？是離子通道嗎？這是非常了不起的東西。任何在膝上使用筆記本電腦的人都會(huì)告訴你電池的熱量可能是個(gè)問(wèn)題。除了使筆記本電腦更不適合搭接外，熱量如何影響電池本身？如果我們一般考慮電池或能源，有兩個(gè)組成部分。一個(gè)是工作，在電池供電的情況下。第二是熱量。電池可以提供的電量越多，產(chǎn)生的熱量越少，電池的工作效率就越高。我們與能源部合作的新計(jì)劃的整個(gè)研究前提是最大限度地減少電池產(chǎn)生的熱量并最大化工作量，這樣我們就可以全面提高電池的效率。

過(guò)針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

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%

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當(dāng)電池變大時(shí)，問(wèn)題變得更加嚴(yán)重，例如用于電動(dòng)車(chē)輛或?yàn)殡娋W(wǎng)供電的電池。有太多的熱量，你必須開(kāi)發(fā)出消除電池?zé)崃康姆椒?，因?yàn)椴粌H熱量會(huì)損壞電池，它還可能達(dá)到不安全的程度。然后，工程師必須開(kāi)發(fā)使用液體或空氣冷卻電池的系統(tǒng)。處理廢熱是昂貴的并且增加了很多復(fù)雜性。還有其他能源儲(chǔ)存技術(shù)可以作為電池的替代品嗎？存儲(chǔ)能量的方法有很多種，其中許多方法都非常依賴于應(yīng)用程序。與其他能量?jī)?chǔ)存方式相比，電池擅長(zhǎng)直接接收和輸送電力飛輪或壓縮空氣。通常會(huì)有某種轉(zhuǎn)換，你需要將能量轉(zhuǎn)化為電能。例如，通過(guò)電網(wǎng)或汽車(chē)，您可以直接使用電力并將其直接泵回電池，而無(wú)需經(jīng)過(guò)另一個(gè)將蒸汽或運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能的步驟。電容器是另一種儲(chǔ)能選擇。通常，電池每質(zhì)量或每體積具有更多的能量含量。電容器的優(yōu)勢(shì)在于它們可以非常快速地響應(yīng)，可能比電池更快，但是時(shí)間要短得多。這是應(yīng)用程序的權(quán)衡取舍。您是否需要一個(gè)非?？焖俚拈W光功率，還是需要能夠持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間的東西？您的能源部項(xiàng)目是如何實(shí)現(xiàn)的，您的EFRC將如何運(yùn)作？大約一年前，能源部發(fā)出呼吁，要求就該部門(mén)感興趣的重大挑戰(zhàn)和戰(zhàn)略領(lǐng)域提出建議。我的理解是，他們收到了大約200多個(gè)提案，而我們的提案就是其中之一。這是該計(jì)劃的第二輪。第一次是五年前開(kāi)始的，有46個(gè)中心。第二輪更新了一半，資助了10個(gè)新中心，包括我們?cè)谑髮W(xué)的資金。并非所有的EFRC都必須專門(mén)用于電池或化學(xué)能量存儲(chǔ)。

新的EFRC如何與您和您的同事已經(jīng)開(kāi)展的研究相結(jié)合？該中心使我們能夠涉及更廣泛的專業(yè)領(lǐng)域。我們能夠?qū)⒏嗖煌尘暗娜司奂谝黄穑@些人無(wú)法獲得較小的資助。我們可以跨越專業(yè)領(lǐng)域開(kāi)始工作，看看我們?nèi)绾我愿羁痰姆绞浇鉀Q問(wèn)題，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在已經(jīng)有了多個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看待同樣的問(wèn)題。我們的目標(biāo)是更多地了解電池的特定運(yùn)輸特性。我們正在考慮離子和電子的運(yùn)動(dòng)，這些都對(duì)電池的功能至關(guān)重要。我們專注于電池中使用的基本材料，但對(duì)我們來(lái)說(shuō)至關(guān)重要的是離子和電子在電池內(nèi)移動(dòng)的所有接口。您對(duì)電池的研究可以追溯到您為植入式心臟除顫器開(kāi)發(fā)電池的時(shí)間。在您的發(fā)明之前，這些設(shè)備是如何供電的？該設(shè)備已經(jīng)被證明，但電池的壽命是一個(gè)真正的問(wèn)題。它只持續(xù)了大約一年半。當(dāng)需要更換電池時(shí)，您必須對(duì)患者進(jìn)行手術(shù)。為了使該裝置在臨床上以廣泛的方式使用，重要的是使用具有更長(zhǎng)壽命的電池。因此，我工作的關(guān)鍵方面是開(kāi)發(fā)一種體積小但比最初使用的電池壽命更長(zhǎng)的電池。我認(rèn)為我開(kāi)發(fā)的銀釩氧化物電池在許多方面使得除顫器的臨床實(shí)施得以增長(zhǎng)。電池的壽命取決于設(shè)備和患者，但其目標(biāo)是持續(xù)約五年。由于您在植入式心臟除顫器電池和其他幾種技術(shù)方面的工作，您持有許多美國(guó)為什么專利很重要？專利允許公司或發(fā)明人在一段時(shí)間內(nèi)（通常約20年）實(shí)施他們的技術(shù)。這使他們有機(jī)會(huì)在競(jìng)爭(zhēng)跳躍之前開(kāi)發(fā)，實(shí)施和銷售他們的發(fā)明。因此，它允許小發(fā)明者實(shí)際展示他們的概念，并且它允許任何發(fā)明，即使在大公司，也可以收回為開(kāi)發(fā)技術(shù)而進(jìn)行的投資。將其作為產(chǎn)品推出。在其他人也可以做之前，專利所有人也可以從發(fā)明中賺取一些錢(qián)。作為一名女工程師和科學(xué)家，您是否面臨任何進(jìn)入該領(lǐng)域的障礙或您的職業(yè)發(fā)展？我可以說(shuō)的是，從我在職業(yè)生涯中所觀察到的情況來(lái)看，越來(lái)越多的女性參與這一領(lǐng)域。如果有的話，多樣性的挑戰(zhàn)是人們來(lái)自不同的背景，如果你是女性，或者你來(lái)自不同的社會(huì)經(jīng)濟(jì)群體，你就會(huì)從不同的角度來(lái)處理問(wèn)題。這可能具有挑戰(zhàn)性，因?yàn)橛袝r(shí)候視角不同的人會(huì)被視為-或者有時(shí)被視為好，他們只是沒(méi)有得到它，或者他們不知道如何與他人合作。當(dāng)你和那些不喜歡自己的人打交道時(shí)，會(huì)有一些刺痛，不適。

這是我們都需要注意的事情之一-如果某人從不同的角度來(lái)看待某事，那可能并不意味著他們錯(cuò)了或者他們不合作，這只意味著他們有不同的觀點(diǎn)。而不同的觀點(diǎn)往往會(huì)導(dǎo)致人們提出問(wèn)題或解決可能無(wú)法解決的問(wèn)題。如果每個(gè)人都以某種方式查看問(wèn)題，您可能無(wú)法看到問(wèn)題的所有維度。擁有多樣性是一個(gè)真正的優(yōu)勢(shì)