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一文盘点最有前途的电池新技术

责任编辑:editor006 作者:陈庭 |来源:企业网D1Net  2017-11-21 16:38:21 本文摘自:锂电大数据

在倡导节能环保的今天,随着新能源汽车的发展,动力电池也跟着飞速扩张,已经达到了极为惊人的体量,2017前三季度中国动力锂电池产量就达到了31GWh,预计全年出货量达到43Gwh,同比增长54%。

在这争分夺秒的时代,大家都在努力扩张,抢占市场,投资研发,电池的发展可谓是日新月异,不想落于人后,就必须关注最新的行业新闻,实时了解最前沿的电池技术,今天小编就来汇总一下到底有哪些新电池吧!

1、固态电池

固态电池是极被看好的新一代动力电池,被称为颠覆性的技术,其安全度优于锂电池、能量密度也较高,被认为是解决新能源汽车续航能力的不二之选,三星、特斯拉等巨头企业已经可以量产。

虽然现在还存在不少技术问题,电极电流密度等受到诸多限制,量产规模和价格竞争力都不如锂电池。

不过,近日电动车商菲斯克汽车宣布有了突破,专利显示其新研发的车用固态电池,只要一分钟就可充饱电,且每次充电还可让汽车行驶 500 英里之远。

2、燃料电池

燃料电池是将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,正在成为理想的能源利用方式,理论上可在接近100%的热效率下运行,具有很高的经济性。

燃料电池装置不含或含有很少的运动部件,工作可靠,较少需要维修,且比传统发电机组安静。

另外电化学反应清洁、完全,很少产生有害物质。所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。

3、锂空气电池

韩国三星电子将开发的面向纯电动汽车的第三代充电电池。一次充电的续航距离将达到目前纯电动汽车用锂离子电池的近2倍,计划在 2030 年将锂气电池商业化。

三星实验室最新研发的这种锂气电池每公斤蓄电量达 520 瓦特小时,被认为是产业界的圣杯。

据日经新闻报导,假若日产最新 Leaf 电动车采用三星的锂气电池,最大航程可从 400 公里增加至 700 多公里。

4、锂硫电池

锂硫电池因其高理论容量、高能量密度、储量丰富、成本低以及环境友好等特点有望成为锂离子电池的备选。

采用硫作为锂电池正极的锂硫电池具有正极容量高(理论值为1675mAh/g)的特点,作为新一代蓄电池备受期待。

在2008年太阳能飞机首航时,就使用了锂硫电池,白天时,太阳能飞机上的光伏发电板仅为飞行提供能力,而且为其锂硫电池充电,以维持晚上飞行所需的动力。

5、石墨烯电池

石墨烯作为被寄予厚望的“新材料之王”,是目前世界上已发现最薄、最轻、最强的新型纳米材料。

它具体极佳的电化学储能特性,超快速充放电、循环充电等,有望为汽车动力电池带来颠覆性的变革,因此石墨烯电池研究也受到了很多企业的青睐和国家的重视。

目前聚碳和哈工大研发石墨烯聚合材料电池的储能量是传统电池产品的三倍,用此电池提供电力的电动汽车能行驶超过1000公里,充电时间大大减少,充电次数可达3000次以上,电池的重量却不足传统充电电池的一半。

虽然目前这些数据仍处于实验阶段,但毫无疑问的是石墨烯将成为新能源汽车突破蓄电瓶颈,创造更长续航里程,进一步发展、普及的关键。

6、新型薄膜电池

法国德古拉科技公司的科学家们已经开发了一种新技术,即用光作为新的能量反应,然后为你的手机充电。

这是由独特导电塑料组成的贴花太阳能电池,可以从室外太阳光或室内人造光中捕捉能量,该薄膜电池具有重量轻、无毒、可折叠、成本低等优势。

开发人员表示,一个长宽约5公分的方型薄膜电池只需要一个小时就可以打印出来,而且可以根据形状和颜色进行定制。

这代表我们能在曝光面积更大的T 恤或背包上打印这种薄膜电池,然后透过其他方式为你的手机充电。然而,这些可折叠的薄片成本并不高,使用喷墨打印机就可以制造,这使得这项技术将更加通用。

7、钠基电池

据美国“侨报网”道,斯坦福大学的研究人员研发出一种钠基电池,能储存与锂离子电池一样多的电能,但成本大大降低。相关研究发现已发表在《自然能源》(Nature Energy)杂志上。

研究人员指出,锂是制造电池的最佳选择,但锂已变得稀有且昂贵,人类需要利用其它更丰富的元素,如钠,开发出更高性能且低成本的电池。目前,开采一吨锂的的费用约为1.5万美元,而开采一吨钠的费用仅为150美元。

在新设计的钠离子电池中,钠离子可附着在肌醇上,而肌醇是一种常见的化合物,可从米糠或玉米加工过程中的液体副产物中提取。

钠离子和肌醇的新结合显著改善钠基电池的离子循环,使离子能更有效地从阴极移动穿过电解质到磷阳极,继而产生更强的电流。

8、水基锂电池

根据国外媒体报道,美国马里兰大学的一个华人科学家团队最近研制出了一种基于水基电解液的新型锂离子电池,该电池不仅在电压上首次达到了笔记本电脑等家用电子产品所需要的标准,同时还能避免着火和爆炸的危险。

研究人员通过一种新型的聚合物涂层,它具有特殊的排水性,把它涂在电极上之后,水分子就无法靠近电极表面。首次充电之后,凝胶分解成稳定的界面,将电极和电解液隔离,阻止水分子在工作电压下分解。

该技术不仅提高了电池的储能和充放电性能,还完全规避了有机溶剂电解质易爆炸的危险。

9、超级电容电池

最近NAWA Technologies对外宣称自己开发的“超快碳电池”功率是标准超级电容电池的5倍,可以大幅增强超级电容电池的功率,让不少汽车公司对这种电池感兴趣。

NAWA介绍说,“超快碳电池”的传输速度是锂离子电池的30-100倍,但是存储的电能只相当于锂电池的10-20%,这是一个缺点。

正因如此,葛卫凯才会推广“混合系统”,它有什么优势呢?超级电容器能提高加速度,当汽车减速刹车时它能回收能量,让锂电池汽车跑得更远。

超级电容器可以一次又一次充电而不会损害,它可以承受瞬间电力和电力再生的冲击,延长锂电池寿命,NAWA的技术原理大体相似。NAWA的目标是为欧洲高端制造商提供电池,2022年全面投产。

10、液态金属电池

液态金属电池是通过液态金属的氧化还原反应,把化学能转化成电能。金属呈液态是该电池的特点,利用液体的流动性,液态金属电池具有高倍率充放电性能及电池系统的可放大性,这也使得液态金属电池能满足能量型和功率型双重应用,在大规模储能中有着广阔的应用前景。

来自麻省理工学院的一组研究人员就开发出了一种新型全液态金属电池系统,这种系统造价便宜,且使用寿命较长。

据研究团队称,此装置可让风能和太阳能这些可再生能源具备与传统能源相竞争的能力。

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本文摘自:锂电大数据

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