北极星

搜索历史清空

  • 水处理
您的位置:电力电力新闻储能储能电池技术正文

噱头还是黑科技?2016十大电池前瞻技术盘点

2017-01-04 11:06来源:锂电大数据作者:徐丽萍关键词:石墨烯电池钛酸锂电池电池前沿技术收藏点赞

投稿

我要投稿

锂空气电池

锂空气电池的基本化学原理十分简单。这种电池通过锂和氧结合成过氧化锂实现放电,再通过施加电流逆转这一过程而完成充电。放电时,从负极出发的锂离子在正极与空气中的氧气反应,产生一种叫过氧化锂的固体产物,填充于碳电极的孔隙中。充电时,化学过程逆转,过氧化锂被分解释放氧气。

锂空气电池的原型其实在很早之前就已经被成功制造了出来,该电池的蓄电能力理论上是目前市场上锂离子电池的10倍,而由于锂金属在化学上具有极其不稳定性,实际应用时存在多个重大缺陷。和目前的可充电电池中盛行的锂离子技术相比,锂空气电池理论上可存储的能量要多得多。理论上这样的能量密度可使电动车续航能力接近传统汽油汽车,而且锂空气电池的成本和重量只有现在市面上销售的电动汽车所使用的锂离子电池的1/5。

剑桥实验室开发出的锂空气电池模型蓄电能力约为3000瓦时/千克,是现有锂离子电池的约8倍,可循环充放电2000次左右,首次循环充放电效率高达93%,即充入电池中93%的能量在放电时都能被使用。但是至少还需10年的工作才能将该电池变为可用于汽车和电网蓄电的商业电池。

固态锂电池

固态锂电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。由于固态锂电池的功率重量比较高,所以它是电动汽车很理想的电池。它的工作原理与液态电解质锂离子电池的原理相通。在构造上,全固态锂电池比传统锂离子电池要简单,固体电解质除了传导锂离子,也充当隔膜的角色。因此,在全固态锂电池中,电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用,大大简化电池的构建步骤。

2016年,中科院宁波材料技术与工程研究所和物理所共同合作研发出一款全固态锂离子电池。使用Co9S8-Li7P3S11作为电解质(与液态电解液的电导率相当),Li7P3S11-SuperP作为正极,金属锂作为负极,也就是用石墨做负极,用硫化物复合电解质,为无机电解质。

该款电池用钴酸锂做正极,4Ah的电池,这种电池的性能同样非常优异,它的能量密度是240瓦时/公斤,常温循环500次,容量还有88%多。通过了一系列针刺、过充、短路、强制放电、高温循环的实验。

不燃烧电池

锂离子电池在发生热失控时,放热量最多的是电解液,因此不燃烧电解液是保证电池不燃烧所要解决的最重要问题。微宏历时8年研发出了不燃烧电池技术,主要从隔膜耐高温、电解液不燃烧的主动防御,与STL智能热控流体技术的被动防御两个层面解决锂离子电池的安全困局。

与普通的PE隔膜相比,耐高温隔膜熔点更高,可以保证电池即便在300摄氏度的高温下也不会发生收缩,防范电池内部短路,从而避免热失控。在解决了锂离子电池内部的电解液以及隔膜的问题,相当于为不燃烧电池主动设立了防御措施。

STL智能热控流体技术是指将电池组浸没在液体里,利用绝缘导热液体作为绝缘、阻燃、导热性能俱佳的材料,能够在电池组内部发生细微内短路的情况下,快速隔绝热失控点,同时利用液体降低热失控点的温度,最大程度地降 低了电池组安全风险。STL除了安全以外,也能够均衡电池组内部温度差异、并利用外部循环实现更好的温度控制,同时即便电池组漏液,也能及时通过液体检测发现,安全更有保障。

不燃烧电解液与耐高温隔膜两个主动的防御措施,配合STL智能热控流体这一被动防御措施,最终实现了电池系统级别的不燃烧、高安全与高性能。

氢燃料电池

氢燃料电池是使用氢这种化学元素,制造成储存能量的电池。其基本原理是通过氢气与空气中的氧气进行非燃烧的氧化还原反应,通过催化剂实现电子与离子的分离,进而产生电流,推动汽车电机的运转。质子交换膜燃料电池是最常见的燃料电池,因此氢离子可直接穿过质子交换膜到达阴极,而电子只能通过外电路才能到达阴极。当电子通过外电路流向阴极时就产生了直流电。

目前,世界上仅有3款实现量产的氢燃料电池车,分别为丰田Mirai、本田Clarity和现代ix35/途胜Fuel Cell氢燃料电池车。

原标题:2016十大电池前瞻技术
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。

石墨烯电池查看更多>钛酸锂电池查看更多>电池前沿技术查看更多>