【盤點(diǎn)】那些讓人震驚的前沿電池技術(shù)

時間:2015-10-29 09:18來源:科技日報 作者:西顧
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　　目前在電池界有一個很火的概念那就是快充，不過仔細(xì)想想，快充之所以重要性越來越高，掩蓋續(xù)航本身的尷尬是應(yīng)有之義。
 
　　據(jù)外媒報道，德國尤利希研究中心研發(fā)的一種高溫燃料電池連續(xù)使用壽命超過7萬小時，也就是近8年的時間，比以往任何一種陶瓷燃料電池的使用壽命都長。這種固體氧化物高溫燃料電池非常適合家庭或小型企業(yè)，以及卡車、火車或輪船的電力供應(yīng)。
 
　　德國聯(lián)邦教研部國務(wù)秘書托馬斯·拉謝爾對尤利希研究中心取得的這項(xiàng)成果予以高度評價。他說：“尤利希中心的燃料電池世界紀(jì)錄表明，燃料電池是高效和對環(huán)境友好的電源和熱源，可以對平衡可再生能源的波動性作出貢獻(xiàn)，對于德國能源轉(zhuǎn)型成功將是一個重要的基石。”
 
　　尤利希研究中心開發(fā)的這款高溫燃料電池從2007年8月開始工作，設(shè)計(jì)使用壽命最高可以達(dá)到8萬小時，目前已經(jīng)連續(xù)工作超過7萬小時，打破了之前由西門子西屋電力公司創(chuàng)造的6.9萬小時的世界紀(jì)錄。這款分兩節(jié)組成的高溫燃料電池采用氫燃料，根據(jù)需要，燃料也可以換成天然氣或甲烷。從試驗(yàn)開始到現(xiàn)在已供電3400千瓦小時，足夠一戶家庭一年的用電量。從經(jīng)濟(jì)角度來看，這款電池已完全適用于家庭供電供熱，但要在車輛上應(yīng)用，專家估計(jì)還需5年開發(fā)時間。
 
　　尤利希研究中心執(zhí)委會成員博爾特教授表示：“這一紀(jì)錄首先證明，我們研發(fā)的材料可以在如此長時間下有效工作，但要想在汽車發(fā)動機(jī)700攝氏度高溫環(huán)境下工作，對電池材料的應(yīng)用還有許多挑戰(zhàn)。”
 
　　三星曲面電池：提升智能手表50%續(xù)航時間
 
　　三星日前在首爾的2015年InterBattery大會上展示了最新Stripe和Band電池產(chǎn)品。新產(chǎn)品能延長可穿戴計(jì)算設(shè)備的電池續(xù)航時間，使用戶不必頻繁為可穿戴設(shè)備充電。
 
　　近期，用戶對智能手表和運(yùn)動手環(huán)等產(chǎn)品越來越感興趣，這推動了可穿戴設(shè)備市場的快速發(fā)展。然而，由于可穿戴設(shè)備的尺寸較小，因此電池容量成為了困擾這類產(chǎn)品的一個主要問題。
 
　　三星表示，Stripe電池通過“領(lǐng)先的材料技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)了0.3毫米厚的超薄設(shè)計(jì)。相對于當(dāng)前的電池產(chǎn)品，這款新電池帶來了更高的能量密度。
 
　　或許最重要的一點(diǎn)在于，Stripe電池能彎曲成不同形狀。這意味著這一電池可被用于多種新的智能產(chǎn)品，例如項(xiàng)鏈、發(fā)帶和T恤配飾等。
 
        Band電池則專為智能手表設(shè)計(jì)。三星表示，這款柔性電池能將智能手表的續(xù)航時間提升50%，并可以承受超過5萬次彎曲。
 
　　其實(shí)LG早就在手機(jī)上使用了曲面電池技術(shù)，不過LG的曲面電池看起來好像只是將原本的電池掰彎了一樣，它的體積依然很大，雖然是曲面，但是由于體積龐大導(dǎo)致它的應(yīng)用范圍不廣，而三星展示的這種輕薄型的曲面電池不僅能隨意彎曲，其厚度也僅有0.3mm，它在智能硬件中的應(yīng)用范圍會更廣。
 
　　本田燃料電池車：續(xù)航700km 還能當(dāng)發(fā)電站！
 
　　在豐田首款燃料電池車Mirai正式發(fā)售數(shù)月之后，本田也即將面向市場推出自己的第一款燃料電池車型--FCEV。
 
　　日前，本田FCEV的量產(chǎn)版在國外首度亮相，該車預(yù)計(jì)2016年春季率先面向日本開售，之后還會在美國推出，但具體價格目前尚不知曉。
 
　　一眼看去，本田FCEV具有修長的發(fā)動機(jī)艙蓋和黑色前格柵，鍍鉻裝飾條延伸至兩側(cè)前燈組，新車采用了LED大燈，車頭兩側(cè)還可以看到LED光帶設(shè)計(jì)，后輪眉設(shè)計(jì)非常特別。
 
　　不過遺憾的是，由于采用大角度傾斜的C柱設(shè)計(jì)，新車后備廂開口較小，內(nèi)部空間則由于需要安置儲氫罐而受到一定影響。
 
       坐進(jìn)車內(nèi)，新車的內(nèi)飾布局給人感覺較為簡潔，配備了多功能方向盤，儀表盤采用液晶顯示設(shè)計(jì)，中控臺具有懸浮式液晶屏，同時配備有自動空調(diào)。同時，新車還采用了按鍵式換擋。
 
　　配置方面，新車配備有一鍵啟動、電子手剎、自動大燈、盲區(qū)監(jiān)測、HUD抬頭顯示、車道偏離輔助、防碰撞預(yù)警等，通過專用的逆變器，新車還可在緊急情況下?lián)?ldquo;移動發(fā)電站”的角色，為其他設(shè)備供電。
　　動力方面，新車搭載一套氫燃料電池動力系統(tǒng)，鋰離子電池組被安置在車廂地板下，兩個儲氫罐則位于后排座椅下方。根據(jù)官方發(fā)布的信息，新車補(bǔ)充一次氫燃料后最長續(xù)航里程可達(dá)到700km。
 
　　據(jù)報道，研究人員對石墨烯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，或?qū)⒋驿囯姵兀瑴p少充電時間，引領(lǐng)電動車進(jìn)入新時代。
 
　　盡管儲存能量的鋰離子電池價格便宜，使用持久，但若沒有發(fā)電機(jī)為其充電，電動車根本走不了太遠(yuǎn)。即使現(xiàn)代科技發(fā)達(dá)，電池充電也至少需要20分鐘，因此電動汽車難以真正與汽油車和柴油車進(jìn)行競爭。
 
　　許多人嘗試解決這一問題，均以失敗告終。來自韓國光州科學(xué)技術(shù)研究所的Lu Wu對現(xiàn)代理想材料石墨烯的最新研究，希望將實(shí)驗(yàn)結(jié)果商業(yè)化，解決電池問題。嚴(yán)格地說，盧博士和他的同事們在研究超級電容而非電池，超級電容是一種將類似電池中的電解液及普通電容器結(jié)合在一起的設(shè)備。超級電容器如同正常的電容器，能源以靜電的形式存儲在材料表面，但與普通電容器不同的是， 當(dāng)為超級電容器充電，靜電附著于電解液離子表面。因?yàn)槭庆o電的依附而非化學(xué)狀態(tài)離子的變化(電池的工作原理)使得存儲過程加速，因此超級電容器比電池充電速度更快。
 
　　超級電容器并不是一個新想法。石墨烯是一種只有一個碳原子厚度的二維材料，尤其適合制作電池。每克石墨烯面積達(dá)2675平方米，整個表面可以存儲靜電，因此石墨烯可用來制造超級電容器，比鋰離子電池帶有更多的能量。
 
　　Lu博士的問題在于如何將石墨烯利用在超級電容器中，并進(jìn)行合理工業(yè)化生產(chǎn)。他的解決方案是控制爆炸已炸毀的石墨碎片。石墨是由一層層以蜂窩狀有序排列的平面碳原子堆疊而形成的，石墨的層間作用力較弱，很容易互相剝離，形成薄薄的石墨片。當(dāng)把石墨片剝成單層之后，這種只有一個碳原子厚度的單層就是石墨烯。
 
　　Lu博士的制備過程包括兩個階段。首先，將粉末狀石墨以受控方式暴露在空氣中，制備一種稱為氧化石墨的物質(zhì)。但這并不是真正的具有固定化學(xué)式的氧化物。相反，它是石墨狀物質(zhì)，在石墨稀層之間具有富氧原子團(tuán)。然后在容器中將氧化石墨加熱至160度，注意容器內(nèi)的氣壓是大氣壓的十分之一。加熱會引起氧化石墨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和水蒸氣。經(jīng)過進(jìn)一步處理過剩氧之后，石墨就適合制備超級電容器了。
 
　　盡管石墨烯體積小，但效果良好--它可以存儲一公斤鋰離子電池所儲存的電量，且在四分鐘內(nèi)充滿電。將石墨烯數(shù)量增加至一輛車的需要時，需要一個健全的系統(tǒng)進(jìn)行快速充電。目前此類系統(tǒng)不適合家庭使用，可以安裝在路邊加油站。
 
　　這將幫助我們擺脫目前電動汽車遇到的充電問題。如果原油具備可以匹配鋰離子電池的儲能能力，那么改良版本定會明顯超過它。超級電容器的持續(xù)實(shí)踐還有待觀察，但如果證明它如電池般耐用，使用可靠，價格便宜，將成為重大突破并改變汽車駕駛的未來。
 
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    4月23日晚間，天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績預(yù)告，預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間，深交所對天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函，要求其結(jié)合主營業(yè)務(wù)開展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷量、產(chǎn)品價格等，分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因，并說明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險等。 鋰
    2024-04-25 09:30

  • 又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時間！

    當(dāng)?shù)貢r間4月16日，日產(chǎn)汽車公開全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場所，在生產(chǎn)發(fā)動機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬平方米空間，為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開始生產(chǎn)全固態(tài)電池，目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹，全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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