鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:2191次 | 2018年05月22日
創(chuàng)新思路催生新型的耐低溫鋰電池!
不久前,中國科學(xué)家開發(fā)出一種可在零下70攝氏度使用的鋰電池,未來有望在地球極寒地區(qū),甚至外太空使用,聽起來真是“吊炸天”。下面就隨電源管理小編一起來了解一下相關(guān)內(nèi)容吧。
據(jù)研究人員稱,這種新電池使用的材料成本不高,還環(huán)保,但要想將其商業(yè)化尚有待時日,主要問題是其能量密度太低,還比不上傳統(tǒng)的鋰電池。那么,電池技術(shù)何時才能有革命性的突破?
目前,科學(xué)家正致力于研發(fā)儲能更強(qiáng)、壽命更長的新型電池,特別是在不同的領(lǐng)域開發(fā)出更為適合的電池,因?yàn)闆]有一種電池可以適用所有領(lǐng)域。
在汽車行業(yè)中,電池最終決定了汽車的壽命,也決定了人們對于電動汽車的恐懼和焦慮。為了解決這個問題,工程師和科學(xué)家正在嘗試將更多的電壓容量填充到電池中。目前,大量的研究致力于尋找新的材料和化學(xué)品以輔助或替換鋰離子晶格或電池的其它部分。
例如一些創(chuàng)新的做法,將傳統(tǒng)的石墨陽極晶格可以替換為硅,會擁有10倍多的鋰離子,但硅在吸收鋰離子時會膨脹,所以研究者們需要解決這個問題;將鋰金屬代替晶格充當(dāng)陽極,但是有可能它在充電時會發(fā)生短路。而這是自鋰電池問世二三十年以來,令電池制造商一直頭疼的老大難問題。
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%
也許,鋰可以完全被替換?例如,鈉或鎂,再或其他的物質(zhì)材料。國外的一家能量存儲研究聯(lián)合中心正在使用計算機(jī)建模,研究將特定的氧化物材料作為鎂陽極相對應(yīng)的陰極。鎂是非常有優(yōu)點(diǎn)的,因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)允許每個原子接受兩個電子,這使得鎂可加倍儲存電荷。
在所有的環(huán)境因素中,溫度對電池的充放電性能影響最大。發(fā)表在最新一期美國能源學(xué)術(shù)期刊《焦耳》上的研究顯示,中國復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系、新能源研究院教授夏永姚帶領(lǐng)團(tuán)隊開發(fā)出耐寒新電池,采用凝固點(diǎn)低、可在極端低溫條件下導(dǎo)電的乙酸乙酯作為電解液,并使用兩種有機(jī)化合物分別作為電極的陰極和陽極。
夏永姚說:“乙酸乙酯電解液和有機(jī)高分子電極讓可充電電池在零下70攝氏度的極低溫條件下工作?!毙码姵氐牟牧铣渥?、便宜且環(huán)保,他預(yù)計這種材料的價格只有傳統(tǒng)鋰電池電極材料的約三分之一。
要知道,在俄羅斯和加拿大等極寒地區(qū),溫度低于零下50攝氏度;在太空中,溫度低至零下157攝氏度。而傳統(tǒng)鋰電池在零下20攝氏度時性能只有其最優(yōu)水平的50%,零下40攝氏度時只有最優(yōu)水平的12%。
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