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还有就是第二个最大的挑战,是锌资金,怎么解决它的问题呢?把锌电极做成多孔电极,为什么做成多孔电极呢?两个原因,一个我们做成多孔电极之后,因为它的比表面积高,它的能量密度会很高。第二个,形成这些孔之后,我们希望锌资金不要一下跑到表面上来,把电池穿刺了,往孔里长。所以这个方法初始阶段是比较有效的,但是这个方法还是没有解决锌资金的问题。
然后我们有一系列的专利,这个是模块化,全部是集装箱型的,而且我们有很好的设计思路,跟传统市场上所有的锌空电池设计是完全不一样的,而且我们认为我们真正地解决了这两个问题,市场上其他的许多锌空电池的公司是机械式更换芯片来实行充换。当然锌空电池有一个很大的缺陷,它的能量密度下来了,所以我们市场就不一样,我们针对大规模储能市场,因为它对成本的要求高,对能量的要求没有那么高。
看最后一个表,十年的使用成本,我们可以做到4到8分钱每千瓦时,价格是最低的。我们针对的市场是什么呢?看这个报告,2014年全球的电池市场1600亿美元,将近1万亿人民币。根据预计,在2020年的时候,应该能达到3200亿美元,为什么呢?大规模储能它的共性会非常大,现在所有的风能、太阳能必须有电池的储备在那里。所以这个市场的增长是非常大的,对大规模储能电池的要求,需求量以后会非常大。
我们主要是针对这个市场,当然了,我们并不是说放弃了原来的思路,因为我们原来是准备用在动力电池上,利用锌空的高能量密度,所以我们也继续投入力量,想办法解决锌资金的问题,如果能解决,可以取代很大一部分的动力电池的市场,这是我们以后的目标。
接下来讲一下硅基锂离子电池的发展,上个星期刚刚接到一个通知,叫我们去全球百大科技奖,我们的拍档去了,我没办法去了。我们硅基锂离子电池实现了什么东西呢?比如硅,其鲁教授已经提过,这个硅材料很好,为什么呢?因为它的能量密度非常高,硅可以达到4200,现在碳材料是372,也就是理论上可以达到10倍以上。好东西绝对有缺陷,什么缺陷呢?它充放过程中,体积收缩变化非常大,电极很容易崩溃。
怎么维持电极的稳定性?提高电池的寿命,这就是硅材料必须解决的问题。我们要给它做一个笼子,把这个硅放在笼子里面,让它不要到处乱串,电极让它不要变形,那样电极稳定,电池寿命就好了,这是我们的思路。当然这个我们结合了其鲁教授介绍的石墨烯,也就是我们实验室自己形成了很完善的制备工艺,我们有自己的石墨烯制备办法,还做了硫搀杂石墨烯,当然了石墨烯只是作为一个辅助材料,不是主要材料。
经过这个工艺,把它混浆之后,进行一定的低温处理,我们可以在电极的初始容量3.5毫安的情况下,第一圈的循环效率是86%,这是文章上的数据,可以循环寿命达到2000个循环以上,这个是我们的贡献,就相当于真正地达到了可以跟正极材料匹配的硅电极,利用这个硅电极可以把负极变薄了。如果你进行这个核算,我们滑铁卢2015年8月份利用硅电极制备的电池能量密度可以提高40%。所以我们最终要达到提高60%,这是我们的目标。
这是我们最近对我们这个技术全世界的报道,谢谢大家!
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