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锂电池技术发展前沿
1)中科院石墨烯电池:充电7秒钟续航35公里
2015年年末,中科院上海硅酸盐研究所发布消息称,已研制出一种高性能超级电容器电极材料--氮掺杂有序介孔石墨烯,该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的“超强电池”,充电只需7秒钟,即可续航35公里,相关研究成果已于2015年12月18日发表在世界顶级期刊《科学》上。
该新型石墨烯超级电容器体积轻巧,可采用低成本制备,实现规模生产。因性能较铅酸、镍氢等电池有明显的竞争优势,且在快速充放方面又远远优于锂电池,因此该“超级电池”可广泛应用于现有混合电动汽车、大功率输出设备的更新换代。
但投入实际应用需要充电功率要达到1800kW,当前还不适合大量推广,或许从实验室到工厂再到市场还有很远的路要走。
2)剑桥大学锂-空气电池:充电超2000次能量密度提高10多倍
多年来,锂-空气电池一直被业界誉为“终极电池”。锂-空气电池的理论能量密度能达到锂离子电池的十倍,并且相比于传统电池体积更小也更便宜。但是很难使得锂-空气电池的电池容量接近理论值,其氧化薄膜的关键问题也没有得到解决。
2015年10月29日,英国剑桥大学研究人员报告说,他们克服了困扰锂-空气电池的多个技术难题。剑桥大学开发出的锂-空气电池模型蓄电能力约为3000Wh/kg,是现有锂离子电池的约8倍,可循环充放电上千次,接下来将研究该电池的充放电速率以及锂金属负极的保护和安全隐患等问题。
3)锂硫电池的重大突破:充放电超800次寿命延长一倍多
锂硫电池是以硫元素作为正极、金属锂作为负极的一种电池,其理论比能量密度可达2600Wh/kg,实际能量密度可达450Wh/kg。同时单质硫价格低廉、产量丰富、环境友好,是目前最接近产业化的高比能量电池技术。虽然一直被看成下一代汽车动力的主力,但锂硫电池存在着反复使用不能超过300次的瓶颈。
锂硫电池是世界各国竞相研发的尖端技术,其产业化前景被普遍看好。如何大幅进一步提高该电池的充放电循环寿命、使用安全性,将成为锂硫电池产业化发展的关键。
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