電池技術


 通常我們(men) 說得最多的動力電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池以及三元鋰電池,這三種電池各有優(you) 缺點:三元鋰:優(you) 點:能量密度高、振實密度高。缺點:安全性差、耐高溫性差、壽命差、大功率放電差、元素有毒(三元鋰電池大功率充放電後溫度急劇升高,高溫後釋放氧氣極易燃燒)。磷酸鐵鋰:優(you) 點:壽命長、充放電倍率大、安全性好、高溫性好、元素無害、成本低。

新型石墨烯電池充電7秒鍾續航35公裏有這麽(me) 一種電池,一次充電時間隻需8分鍾,可行駛1000公裏„„這種電池就是石墨烯電池,也被喚作“超級電池”。事實上,為(wei) 了找到理想材料,科學家可是費盡了心思。終於(yu) ,中科院研究發現,氮摻雜有序介孔石墨烯的性能表現最佳。

優(you) 勢:實現高能量密度、高功率密度;而且還可以通過使用水基電解液,做到無毒、環保;價(jia) 格低廉、安全可靠。但是,but,該石墨烯電池號稱充電7秒鍾,續航35公裏,可想而知對充電功率的要求會(hui) 極高!從(cong) 實驗室到工廠再到市場,它還有很遠的路要走。 自主研製的鋰硫電池達到國際領先水平鋰硫電池的優(you) 勢:原料儲(chu) 量豐(feng) 富、環境友好、成本低廉的高比能量二次電池。最接近實用化的下一代二次電池技術。

鋰硫電池的缺陷:單質硫是絕緣性材料、電極反應活性低且易流失。為(wei) 解決(jue) 這一係列難題,大連化學物理研究所先後研製出高性能電池關(guan) 鍵材料和關(guan) 鍵部件,開發出大容量鋰硫電池及電池組技術。據第三方檢測報告顯示,該研究組研製的35Ah電池的比能量達到566Wh/kg(25℃測量),39Ah電池的比能量達到616Wh/kg(50℃測量),1kWh鋰硫電池組的比能量達到332Wh/kg。這是迄今世界上比能量最高的鋰硫電池和電池組。

“可呼吸”的鈉二氧化碳電池“可呼吸”電池的初級版本是鋰-氧氣電池:以金屬鋰作負極,正極為(wei) 由碳、貴金屬或過渡金屬氧化物等構成的空氣電極,放電時從(cong) 空氣中獲取氧氣,充電時再放出氧氣,因此被稱為(wei) “可呼吸”電池。在此基礎上,南開大學化學學院以鈉金屬片為(wei) 負極,四甘醇二甲醚處理過的多壁碳納米管為(wei) 正極,成功研發出“可呼吸鈉-二氧化碳電池”電池,不僅(jin) 原料豐(feng) 富、製備方便,同時,將二氧化碳變廢為(wei) 寶,實現了資源化利用。

優(you) 勢:鈉-二氧化碳電池具有高達1100Wh/kg的理論比能量,可循環200次而無明顯衰減,具備很好的可逆充放電活性和穩定性。 劍橋大學鋰-空氣電池:充電超2000次能量密度提高10多倍鋰-空氣電池一直被業(ye) 界譽為(wei) “終極電池”,其能量密度能達到鋰離子電池的十倍。

優(you) 勢:每單位體(ti) 積傳(chuan) 遞的電力是傳(chuan) 統電池的10倍;製造成本為(wei) 現有電池成本的三分之一;充電一次,電動汽車可行駛300公裏;易回收利用。

劣勢:原理和結構與(yu) 現在的電池完全不同,生產(chan) 線設計、質量控製、測 試標準、量產(chan) 工藝這些東(dong) 西都得從(cong) 頭摸索。業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家普遍認為(wei) ,如果最後量產(chan) 成功了,這個(ge) 成就可與(yu) 當年索尼發明鋰離子電池相提並論。 新型電池將使電池壽命提升400倍美國研究人員發明了一種以金納米線為(wei) 材料的新型電池,可以反複充放電數萬(wan) 次。這一突破可能使生產(chan) 壽命超長甚至終生無需更換的商業(ye) 電池成為(wei) 現實。


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