一種新的電池技術可以使電池重量增加五倍,體積減半

2020-12-22 百家號

可充電鋰離子電池的功率密度正在以每年8%的速度增長,如果這種情況持續下去,它們將在大約十年內接近汽油密度。另一方面,鋁空氣電池幾乎與汽油相當,而且比鋰離子要輕得多,而且便宜得多。但有一個大問題:腐蝕。

然而,一個新的研究團隊聲稱已經找到了解決方案。根據他們研究發表於科學如果不使用,鋰離子電池可能會在一個月內失去5%的電量,而鋁空氣電池可能會因為鋁的腐蝕而在一個月內失去80%的電量。研究人員的鋁空氣電池在一個月內只損失0.02%,這是改進的一千多倍。

標準電池包含在陽極和陰極之間的液體電解質,它通過收集離子從陽極到陰極時釋放的電子來產生它的能量。在鋁空氣電池中,陽極是鋁,陰極是空氣.由於電池可以從環境中獲取空氣,而且鋁資源豐富、重量輕、價格低廉,所以鋁空氣電池很有可能成為未來的電池技術。

不幸的是,電解液一混合鋁就會開始腐蝕,這是電池首次使用的時候。使用非腐蝕性電解質會大大降低電池的性能,一旦電池恢復待機狀態,提取電解液就無法工作,因為鋁是親水性的(吸引水)。研究人員的解決辦法是用油衝洗電解液。

新電池在陽極和陰極之間有一層薄薄的膜,當電池使用時,兩邊都充滿了電解質。一旦電池進入待機狀態,最靠近鋁的一側就會被油衝洗,從而保護鋁,因為水基電解液不會與油混在一起。當電池再次需要時,油被電解質所取代。沒有任何石油留下的機會,因為鋁驅油時淹沒。

為了在半現實的情況下測試這些電池,研究人員消耗了電池的一小部分能量,然後讓它在重複這個過程前坐上一兩天。這模仿了一輛電動汽車在城市裡可能需要做的事情。他們的電池持續了24天,比傳統的鋁空氣電池長8倍.

但是,鋁空氣電池會在未來幾年取代鋰離子電池嗎?不,他們不會的。電池充電仍然存在複雜的問題,所以前幾代可能是不可充電的,或者只有少數幾代充電。或者他們會換掉機器手臂從你的車裡取出的電池,然後在服務站用充電電池代替,這樣就可以用更複雜的機械方法給它們充電了。

儘管這並不意味著鋁空氣電池不能與鋰離子電池協同工作。就像混合動力汽車中的汽油一樣,鋁空氣電池也可以用作距離擴展器,或者當用戶忘記給主電池充電時使用。正如一位研究人員解釋的那樣,這在市場上有很大的潛力,「你可以用它,然後把它停在你的車道上,停一個月,然後回來,仍然期待它有一個可用的電池。.就電池的使用而言,我真的認為這是一個遊戲規則的改變。「

就技術進步而言,電池技術是最大的瓶頸之一-我們都夢想智慧型手機不會每周充電一次,就像我們都希望電動汽車能在沒有重大充電障礙的情況下穿越全國。平電動飛機可以用更輕更小的電池。現在,這一未來只是更近了一點。

相關焦點

  • EV網:能量密度是鋰離子電池10倍,本田氟離子電池取得重大突破
    新能源汽車的發展也對電池技術提高了新的要求,儘管鋰離子電池已經能夠滿足電動汽車對於電池的使用要求,但這仍然不夠。EV網最新消息顯示,本田一直在研究的電池技術取得了新的突破,它沒有研究像固態鋰離子電池這樣更先進的鋰離子電池,而是致力於研究另外一種化學電池。
  • 戈爾推電池組低壓排氣孔技術 促進電池壓力平衡/降低電池組體積...
    Gore & Associates(戈爾)公司宣布推出一項新技術 - 戈爾電池組低壓排氣孔( GORE™ Low Pressure Evacuation Vent for Battery Packs),可在未來為純電動汽車和插電式混合動力汽車(BEV/PHEV)設計電池組時提供靈活性。戈爾低壓排氣孔通過解決鋰離子電池部件和電池組的固有問題,為電池組設計提供了更大自由度。
  • 新型鋁空氣電池來了 重量輕5/6 體積減少1/2
    電池電量會流失5%,如果是鋁空氣電池,由於鋁的腐蝕,可能會損失80%。不過研究人員開發出一種新型鋁空氣電池,一個月只損失0.02%,進步相當明顯。總之,新電池與傳統電池相比,重量輕了六分之五,體積小一半。   在電池負極和正極之間,一般都有液體電解質,當離子從正極向負極移動時,電解質會收集電子,形成電流。在鋁空氣電池中,正極是鋁,負極是空氣。因為空氣可以從環境中提取,鋁資源豐富,重量輕,價格便宜,所以鋁空氣電池前途光明。
  • 減少電池重量,如何提高電池性能?
    減少電池重量,如何提高電池性能?其中,鋰離子電池有一對電流收集器,它與設備的兩個電極一起工作,以分配流向任意方向的電流。通常,集電器由銅箔或鋁箔製成,這使它們成為電池質量最大的部件之一,有時甚至佔到整個裝置重量的50%。因此,通過這些部件的改變,使電池重量更輕,可以獲得相當大的性能改進。
  • 電池充滿電後重量會增加嗎?答案竟是這樣!
    作為車輪電動技術屆的一把手(自封的),我不僅要回答網友們稀奇古怪的問題(比如微信號是多少),還要回答編輯部帥(zhi)逼(zhang)們的提問。今兒,以腦洞和飯量一樣大著稱的海鵬就問了我一個特別有意思的問題:電動車電池充滿電後重量會增加嗎?
  • 特斯拉電池日帶來了什麼:不斷下降電池價格,會有更便宜的電動車
    今天早晨,特斯拉電池日順利召開,這個全世界獨一無二的日子,專門為電動車動力電池準備的大會,也說明了電池正是新汽車巨頭的核心。那麼這次電池日發布了什麼呢?我們來看看。首先是新的電池,4680電池。我們知道以前是1865電池,後來增加到2170電池,直徑從18mm增加到了21mm,高度也從65mm增加到70mm。這次特斯拉則提供4680電池,直徑增加到46mm,高度增加到80mm。這還是一款無極耳電池,無極耳電池相比有極耳電池在流通距離上會更短,不存在過熱的問題,但需要用雷射技術把極耳去掉,還是對生產有很大考驗的。
  • 新型陰極材料使鋰離子電池能量密度增加三倍
    布魯克海文國家實驗室的一個科學家小組已經找到了一種提高鋰離子電池能量密度的方法,這可以使電池更耐用,並擴大風能和太陽能的使用。該團隊研發出一種能夠使鋰離子電池電極能量密度增加三倍的陰極材料。「鋰離子電池由陽極和陰極組成,」該團隊的首席科學家秀林秀說。「陰極材料一直是進一步提高鋰離子電池能量密度的瓶頸。」
  • 新型鋅電池可與機器人「融為一體」 續航能力提高72倍
    其中一種方法是,將它們的一些結構材料加倍作為能量儲存,就像動物體內的脂肪一樣。據《科學機器人》雜誌報導,已有科學家用一種多功能電池演示了這種方法,這種電池可以作為蠍子形機器人的結構材料。他們估計,這項技術可以為未來的機器人提供高達72倍於當前配置的動力。
  • 超級電池即將面世?電池不再是電子產品的短板
    近日,法國一家創業公司Nawa Technologies表示,他們正在研發一種新型電池(新型碳納米超級電容器),能夠在短短數秒中給一輛電動汽車充滿電,而同時,電池的重量也有明顯下降。據Nawa Technologies的官方信息顯示,他們研發的新型電池是基於全新的電池技術原理,並不通過氧化還原就能發生作用,由於沒有發生化學反應,僅僅只是質子和離子之間的物理分離,超快充電並不會導致電池產生熱量或者膨脹。這意味著碳納米超級電容器的使用壽命非常長,充電周期可以高達100萬次。
  • WNEVC 2020 | 比亞迪魯志佩:高集成刀片動力電池技術創新
    我的報告分為四個部分,一是為什麼是刀片電池?二是刀片電池關鍵技術創新,三是刀片電池關鍵特性,四是刀片電池技術規劃技術。一、為什麼是刀片電池刀片電池是一整套基於結構和工程技術的創新。從結構來說,我們可以把電動汽車中電池相關的部分分為五個層級,ECU、Cell、Module、PACK、Vehicle。
  • 用數據帶你看懂4680電池的真正實力
    比如4680電芯的規格:能量提升5倍、裡程提高16%、輸出功率提升6倍!說的雲裡霧裡,讓很多讀者迷茫!很多不專業的媒體,甚至解讀出「能量密度提升5倍」這種謬論!我的天,如果能量密度提升五倍,估計馬斯克就能獲得諾貝爾獎了!
  • 李泓團隊:新型電池問世,整車續航裡程翻倍!容量是傳統鋰電池的5倍
    同時,中國在新能源電池的核心技術方面也不斷傳來好消息,80歲的中國鋰電池第一人陳立泉帶著他的團隊研發出了新型的電池材料。 新型納米矽鋰電池問世,容量是傳統鋰電池的5倍 △央視財經《經濟半小時》欄目視頻 80歲的中國工程院院士陳立泉是中國鋰電產業的奠基人。
  • 日本住友電工研發多孔鋁 電動車電池容量增三倍
    日本老牌通信廠商住友電氣工業株式會社(簡稱住友電工/SEI)近日宣布,他們已經成功開發出一種新型的多孔鋁材料,可將電動車所用電池的容量增加最多三倍。這種新型材料被稱為「Aluminum-Celmet」,其中Celmet是一種源自鎳或者鎳鉻合金的多孔型金屬,通過泡沫塑料導電塗層、鍍鎳、熱處理移除塑料泡沫等工藝製作而成,具備遠勝於非紡織金屬織物、泡沫金屬的高度多孔性(最高98%),同時還有三維網格結構
  • 碳纖維可儲存電能 或使電動汽車重量減半
    【環球網綜合報導】據英國《每日郵報》報導,科學家發現,碳纖維作為一種超強韌輕質材料能夠直接儲存電能,這可能會徹底改變未來電動汽車的設計,使得車身重量減半。碳纖維目前被用於許多汽車材質,新研究發現,該材料在使車輛更堅固、更輕便的同時,也可以用來儲存電能。如果這項技術投入商業應用,製造商就可以拋棄重型電池,將未來汽車的重量減半。瑞典查爾默斯理工大學材料與計算力學教授Leif Asp研究了碳纖維作為增強材料之外的功能。
  • 能量密度vs成本 燃料電池和鋰電池誰將主宰動力電池市場?
    燃料電池vs鋰電池誰將勝出  目前替代石油車的主流技術路線就是鋰電池和燃料電池。燃料電池最大優勢就是能量密度高,是鋰電池的120倍。但鋰電池起步早,商業化程度更高,整車成本也更低,且充電可以利用現有的電網系統,相比燃料電池整個加氫和供氫的配套網絡都要從頭建設,成本也要更低。因此這兩者的競爭核心就是能量密度vs成本的競爭。
  • 電動汽車動力電池的不同技術路線
    但其在電池類型的選擇上,卻是另外一番景象——豐田一直以鎳氫電池為主,直至第4代普銳斯才提供了鋰電池與鎳氫電池兩個版本,鋰電池組,僅有56個Cells,而鎳氫電池組則有168個Cells,因此兩者在成本價格上相去不遠,且輸出電壓也在伯仲之間,但鋰電池組的重量較鎳氫電池組輕了16公斤。與鋰電池相比,鎳氫電池有固有的劣勢,可以預見到,豐田在不遠的將來,將不得不轉為以鋰電池為主。
  • 特斯拉電池日到底給我們帶來了什麼?
    說實話,對於一個發展了7年的做幹法的超級電容公司來說,思源電氣的入股解決不了這個公司在幹法電極技術開發上的巨大投入。可以查到,公司股東的股權頻繁質押以獲得資金投入研發。因為有思源電氣的入股,可以看到2017年的營收已經過億,虧損550萬。至於他們的幹法是不是可以用於電池的生產,我們就不得而知了。
  • 電動車哪種類型的電池更好,看完這四種電池的優劣對比心中有數了
    ,看完這四種電池的優劣對比心中有數了這個話題,來具體的聊一聊四種類型的電動車電池的優劣對比。就其整體情況而言,鉛酸蓄電池一般充放電次數大約在400次左右,理論循環次數僅有鋰電池的三分之一左右,再加上鉛酸電池整體的體積較大,重量一般是鋰電池的2倍以上,因此採用鉛酸蓄電池作為電動車動力的車身重量相較於鋰電池而言要重很多,整體的電池使用壽命相較於鋰電池也要短很多。隨著新國標的實施,對於電動車的整車車重有了全新的規定,鉛酸蓄電池在一定程度上受到了影響。
  • 特斯拉電池板拆解:7000多節18650電池拼裝的電源,可靠嗎?
    首先對18650圓柱形鋰離子電芯做簡要認識2wgednc18650其實是指電池的外形規格,是日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準電池型號,其中18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示為圓柱形電池。
  • 雷射加工技術給高能量鋰離子電池超厚電極帶來的福音
    在0.1C時,雷射成型電池的倍率性能和放電面積比容量增加了5倍。所用的鈷酸鋰正極包括95.6wt%的LCO活性材料、2.2wt% PVDF和2.2 wt%的導電炭。石墨電極由97.4wt%的石墨、1.3wt%的SBR、1.3wt%的CMC粘結劑組成。使用球磨混合機,分別將正極和負極投入到NMP和去離子水中混合。