當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

560 Wh/kg！新型鋰電池能量密度創(chuàng)新記錄 電動汽車有望受益

時(shí)間:2021-08-28 15:33來源:科創(chuàng)板日報(bào) 作者:綜合報(bào)道
點(diǎn)擊: 次
 
       為了讓電動汽車更快地普及，就必須不斷提高其續(xù)航時(shí)間，因此科學(xué)家們一直以來都在加緊研究可以儲存更多能量且不會太重的電池。
 
       近期，德國的一個(gè)團(tuán)隊(duì)展示了一種新的鋰金屬電池，其能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普遍的500 wh /kg的基準(zhǔn)，并且能夠在數(shù)百次循環(huán)中依舊保持性能。這項(xiàng)研究成果已于近日發(fā)表在了《焦耳》（Joule）雜志上。
       從電動汽車到智能手機(jī)，再到筆記本電腦，如今的鋰離子電池在維持現(xiàn)代世界運(yùn)轉(zhuǎn)方面做得非常出色，但科學(xué)家們認(rèn)為，通過對其結(jié)構(gòu)的微調(diào)，還可以釋放出很多潛力。更有希望的可能性之一是用純鋰金屬替換電池電極中的石墨，這種材料可以容納10倍的能量。
 
       因此，金屬鋰被一些電池研究人員譽(yù)為“夢想材料”，很可能幫助我們突破能量存儲的關(guān)鍵瓶頸，但穩(wěn)定性問題迄今一直困擾著這項(xiàng)技術(shù)。這在很大程度上與攜帶鋰離子的電解質(zhì)溶液和電池的兩個(gè)電極之間的不良反應(yīng)有關(guān)。
 
       在眾多致力于解決這一問題的研究團(tuán)隊(duì)中，有一個(gè)來自德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（Karlsruhe Institute of Technology，簡稱KIT）和烏爾姆亥姆霍茲學(xué)院（Helmholtz Institute Ulm，簡稱HIU）的團(tuán)隊(duì)，他們提出的設(shè)計(jì)在很大程度上回避了這一問題。
 
       據(jù)了解，研究人員首先使用了一種很用前途的材料組合：貧鈷、富鎳的層狀陰極（NCM88）和一種商業(yè)可用的有機(jī)電解質(zhì)LP30。但當(dāng)陰極達(dá)到高能量密度時(shí)，不穩(wěn)定性很快就出現(xiàn)了，隨著電池的循環(huán)，存儲容量下降。
 
       “在電解液LP30中，粒子會在陰極上裂開，”HIU主任Stefano Passerini教授解釋說，“在這些裂縫中，電解液會發(fā)生反應(yīng)，破壞結(jié)構(gòu)。此外，陽極上還會形成一層厚厚的苔蘚狀鋰層。”
 
       因此，該團(tuán)隊(duì)將LP30電解質(zhì)換成了另一種電解質(zhì)，這種電解質(zhì)極大地提高了性能。后者被描述為一種不揮發(fā)、極易燃的雙陰離子離子液體電解質(zhì)（ILE），這種成分被證明在很大程度上避免了陰極上的結(jié)構(gòu)缺陷，并使電池免于致命的電化學(xué)反應(yīng)。
 
       研究人員指出，“在ILE的幫助下，富鎳陰極上的不良反應(yīng)可以顯著減少。”
 
       值得注意的是，這種結(jié)構(gòu)的鋰金屬電池的能量密度為560 Wh/kg。為了給下一代電動汽車提供動力，科學(xué)家們都致力于突破500 Wh/kg的能量密度門檻，而目前最好的鋰離子電池的能量密度也僅為250至300 Wh/kg。
       另外，這種新型鋰金屬電池被證明非常有前景的另一個(gè)因素是它的庫侖效率，這涉及鋰離子在陽極和陰極之間轉(zhuǎn)移的效率。為100個(gè)鋰離子充電，放電后再回收100個(gè)鋰離子，其庫侖效率將達(dá)到100%，而商用電池至少需要99.9%的效率才可行。這種新型鋰金屬電池的發(fā)明者稱其平均庫侖效率為99.94%。
 
       不過誠然，要將這些在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的電池上有希望的結(jié)果變成現(xiàn)實(shí)，還有很多工作要做，但一種提供如此高能量密度的穩(wěn)定電池可能會改變電力運(yùn)輸?shù)挠螒蛞?guī)則。
 
       例如，電動飛機(jī)受到當(dāng)今電池能量密度的嚴(yán)重限制，因此只能飛行相對較短的距離。電動汽車的續(xù)航里程有限可以通過擴(kuò)大充電基礎(chǔ)設(shè)施來解決，但這種電池的高能量密度可以讓它們行駛更遠(yuǎn)的距離，并在很大程度上緩解潛在買家所謂的續(xù)航里程焦慮。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 電動汽車 鋰電池 電池能量密度
作者：綜合報(bào)道 ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://jzr14e.cn/qianyan//2021082837042.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報(bào)道，請 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
專題
相關(guān)新聞
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時(shí)用@替換#
電話：010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號