美國發現改善鋰電池陽極,可以極大地改善電池續航能力

2020-12-04 汽車工程信息

純電動汽車是世界的目前主流汽車,也是很多國家所大力提倡的,節能環保而且不需要燃料,新能源汽車;

純電動汽車面臨的一個比較嚴峻的問題,就是新能源電池問題,續航能力不足,易損耗,尤其是到冬天,電池的電量急劇不穩定;

這是整個汽車行業所面臨的問題,也是全世界所面臨的問題,很多的車企都在研發新能源電池;

特斯拉新研發的純電動卡車續航裡程大幅度增加,從之前的500公裡升級到1000公裡,卡車最主要的指標是載重能力;

卡車一般都是柴油驅動,柴油可以有更大的載重能力,一般的燃油車是無法實現的,電動車的載重能力還不及燃油車;

續航能力解決了,可能載重能力會一個比較大的問題,這個也是需要攻克的難題;

最近美國在研製一種新的電池,我們目前市場用的都是鋰電池,無論是汽車上面還是筆記本上面;

鋰離子電池的工作原理是,在充電時,鋰離子在正極(陰極)和負極(陽極)之間移動;在放電時,鋰離子則以相反的方向移動;

在充電時,鋰離子會插入到石墨陽極中;在使用電池時,鋰離子則會從電池中退出;

雖然石墨能夠承受數百甚至數千次的充放電循環,但是其不能存儲足夠多的容量,用於能源密集型應用;

此外,石墨無法以高速率(功率)充放電。因此,科學家們一直在尋找替代性陽極材料;

鈦酸鋰(LTO)就是一種很有發展前景的陽極材料,由鋰、鈦和氧構成。除了能夠以高速率充放電之外,LTO還具有良好的循環穩定性;

這也是美國科學家首次發現,首次提出使用鈦酸鋰(LTO),不僅可以循環使用,而且還可以提高電池的容量;

這一發現對於目前的鋰電池是一個好消息,一旦可以批量使用,就可以很好地解決目前電池所面臨的問題;

相關焦點

  • 軟固體電解質材料可有效抑制鋰電池陽極上的枝晶生長
    外媒報導稱,美國勞倫斯·伯克利國家實驗室的科學家們已經研製出了一種新型電解質,有望極大地提升電動汽車的續航裡程。通過將鋰電池陽極中的石墨材料換成純鋰金屬,其有望在能量密度和充電速度上實現新的突破。此外由軟質和固態材料製成的新型電解質,能夠有效抑制對電池性能造成嚴重損害的枝晶的生長。表面平滑的電池陽極 X 光圖像(來自:Berkeley Lab)由於具有出色的能量密度,鋰金屬在能源界被寄予了厚望。通過持續的改善,純鋰金屬電極有望讓電池容量提升至當前的 10 倍,且極大地縮減充電所需耗費的時間。
  • 電動汽車續航 鋁空氣電池對比鋰電池
    導讀:電動汽車續航 鋁空氣電池對比鋰電池以鋰離子電池驅動的電動汽車難以普及的最大障礙是行駛裡程有限,太平洋汽車網小編了解到,目前電動汽車電池的續航能力,大多在135公裡(日產Leaf)至480公裡(特斯拉S型)之間,除非大量安裝快速充電站,否則不適宜駕駛電動汽車遠途旅行。
  • 關於電動汽車續航,鋁空氣電池和鋰電池誰更強
    打開APP 關於電動汽車續航,鋁空氣電池和鋰電池誰更強 佚名 發表於 2019-11-07 09:19:23 (文章來源:太平洋汽車網) 以鋰離子電池驅動的電動汽車難以普及的最大障礙是行駛裡程有限,太平洋汽車網小編了解到,目前電動汽車電池的續航能力,大多在135公裡(日產Leaf)至480公裡(特斯拉S型)之間,除非大量安裝快速充電站,否則不適宜駕駛電動汽車遠途旅行。
  • 美國研發新型柔軟固體電解質 可改善鋰金屬電池增加電動汽車續航
    蓋世汽車訊 為了研發能夠讓電動汽車(EV)的續航裡程達到數百英裡的可充電電池,科學家們都致力於用鋰金屬陽極取代現有電動汽車電池中使用的石墨陽極。因為會產生鋰枝晶(樹突),即電池多次充放電循環後在鋰陽極上形成的微小的樹狀缺陷。更糟糕的是,如果樹突與陰極接觸,還會導致電池短路。 幾十年來,研究人員一直認為堅硬的固體電解質,如陶瓷製成的電解質,最能防止樹突穿透電池。不過,很多人也發現,此種方法的問題在於,其沒有從一開始就阻止樹突的「形成」或「成核」,就像最終會在汽車擋風玻璃上擴散的小裂縫一樣。
  • 續航超1000km壽命達百萬英裡電池2020年將突破臨界點
    據美國科技媒體Electrek近日報導稱,特斯拉電池專家傑夫·達恩領導的加拿大電池研究團隊,即將突破新型下一代電池能量密度技術障礙。突破這一障礙後,下一代電池單元能量密度有望達到「革命性的空前高度」,並且電動汽車的電池使用壽命也會延長。達恩團隊發表的一篇論文公布了這一技術發現,即通過電解質溶液來解決無陽極電池缺陷。
  • 半液態金屬陽極,下一代電池的新範式
    phys.org網站6月12日報導,最新一期的《焦耳》雜誌發文稱,美國卡內基梅隆大學的研究人員開發了一種半液態鋰金屬陽極,這種陽極設計有望成為下一代電池的新範式。使用新型半液態電極的鋰電池或可具備更高的容量,並且比傳統鋰電池更安全。鋰電池是現代電子產品中最常見的可充電電池之一。
  • 三元鋰電池逐漸成為主流 淺談新能源汽車電池分類
    磷酸鐵鋰電池得到廣泛推廣的原因還在於其較低的成本,眾所周知,電池成本在一輛純電動汽車的總成本中佔比極大,降低電池成本是提升車輛性價比最有效的方式之一。其中最主要的一項就在於,此類電池的能量密度較低,相同續航裡程下,採用磷酸鐵鋰電池的車輛自重更高,而過高的自重對於能耗的控制顯然是不利的。另外,我國的新能源政策也在逐年提高對於能量密度的要求,受限於材料本身的特性,磷酸鐵鋰電池的能量密度很難得到提高,這也是其被棄用的原因之一。下面咱們來說說最近主流的一類電池——三元鋰電池。
  • 鋁空氣電池取代鋰電池是笑話?
    從這些方面來說,鋁空氣電池確實是一個突破,明顯優於鋰離子電池。不過,由於鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極材料的過度消耗,而且還會增加電池內部的電學損耗。這嚴重阻礙了鋁-空氣電池的商業化進程。
  • 特斯拉成功申請多項專利 金屬空氣電池能否終結「續航焦慮」?
    早在2014年,美鋁加拿大公司和以色列公司Phinergy在蒙特婁向大眾展示了具有超級續航能力的鋁空氣電池技術,這種金屬電池續航高達3000公裡——3000公裡是什麼概念?從北京到海南,一路向南,不用充電!既然金屬空氣電池這麼神奇,電動汽車的續航問題能否就此解決呢?電池中國網對金屬空氣電池做一個全景掃描,希望這些信息對大家有所幫助。
  • 韓國鋰電池研發獲突破 電動車電池儲量提高4倍
    電池科技日新月異,電動車的行車距離也日益改善。韓國科學家發布最新款電動車,每次充電可行駛 300 公裡之遠,續航力是一般電動車款的兩倍,儲存電量更是 4 倍之多。,若跟市面上的產品相比,新的鋰電池儲電量達到4倍,電池續航力也多達兩倍。
  • 新型鎂離子電池成功研發,或許挑戰鋰電池電動汽車 ?
    近期,研究人員對電動汽車電池的研究又邁出一步,該團隊以鎂離子打造的電動汽車電池,也許能跑贏鋰電池電動汽車。由於鎂是攜帶兩個正電荷的離子,因此每次使用鎂離子作為電池材料,將可觸動兩倍的電子。這項工作可為高電壓、高能量電池開啟一個可靠的設計路徑。
  • 鋰電池低溫性能如何改善?超全最新研究匯總!
    本文從正極材料、電解液和負極材料3個方面系統地探討了鋰離子電池低溫性能的主要影響因素,並提出改善鋰離子電池低溫性能的有效方法。 一、正極材料 正極材料是製造鋰離子電池關鍵材料之一,其性能直接影響電池的各項指標,而材料的結構對鋰離子電池的低溫性能具有重要的影響。
  • 【凱福真空·技術】利用電池內部自熱效應可消除鋰電池陽極樹突堆積
    Koratkar所述,枝晶可以透過電池自熱效應「就地修復」。鋰金屬陽極電池的能量密度遠遠高於石墨陽極的鋰離子電池,但也因為產生嚴重的枝晶問題遲遲無法將之大規模商業化。不過科學家現在發現,如果在高電流密度下循環充放電增強電池自熱效應,此舉竟然可以「治癒」鋰電池的樹突結構。可充電鋰離子電池是消費型電子產品主要應用的電池,並日益成為電動汽車、電網儲能應用的首選電池,其正極(陰極)為鋰金屬氧化物,負極(陽極)則是石墨。
  • 不同類型鋰電池性能不同在哪裡,匯總常見六種鋰電池特性及參數
    1996年,Moli能源公司將錳酸鋰為陰極材料的鋰離子電池商業化。該架構形成三維尖晶石結構,可改善電極上的離子流動,從而降低內部電阻並改善電流承載能力。尖晶石的另一個優點是熱穩定性高,安全性提高,但循環和日曆壽命有限。低電池內阻可實現快速充電和大電流放電。18650型電芯,錳酸鋰電池可以在20-30A的電流下放電,並具有適度的熱量積累。
  • 深度科普貼:比亞迪刀片電池與傳統磷酸鐵鋰電池和三元電池到底差異...
    在傳統的磷酸鐵鋰電池的能量密度短板上做了提升 1 刀片電池在電芯上直接組成電池包,減少了模組結構和單體連接線束,提升了封裝效率,進一步增加集成化。此外,由於刀片電池形狀的特殊性和材料的穩定性,密集排布的刀片電池可以充當簡單的結構件,進一步提升空間利用率。
  • 鋁空氣電池會替代鋰電池嗎
    所以總的來說鋁空氣電池會替代鋰電池嗎還是個未知數,那麼我們來看看鋁空氣電池替代鋰電池會遇到哪些問題呢。   從電池的續航裡程來說,鋁空氣電池相比於鋰電池來說,確實是一個突破。不過由於鋁空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極材料的損耗,而且還會增加電池內部的損耗;另外,鋁空氣電池消耗的是鋁,當電池壽命結束的時候需要重新安裝鋁等都極大地阻礙了鋁空氣電池的商業化發展。
  • 諾貝爾化學獎授予三位「鋰電池之父」
    上世紀70年代早期,威廷漢致力於尋找可以擺脫化石燃料的能源,他通過研究超導體發現了一種能量非常豐富的材料,將其用在鋰電池中創建新的陰極,而電池的陽極部分則由金屬鋰製成,這種金屬具有強烈的釋放電子的動力。由此,威廷漢開發出了一種可在室溫下工作的可充電鋰離子電池。
  • 矽納米粒子可助鋰電池一臂之力,電池容量有望增10倍
    通常智能型手機的電量會在一天之內用罄、電動車續航裡程則平均不到 500 公裡,目前電池容量著實不高,但加拿大阿爾伯塔大學有望改變這一現狀,該團隊在鋰離子電池陽極添入矽奈米粒子,成功研發出電池容量超過 10 倍的矽-鋰電池。
  • 改善新一代鋰金屬電池性能的新技術
    哥倫比亞大學開發了一種防止枝晶生長的技術,其是鋰金屬陽極(負極)的主要課題。鋰硫電池、鋰空氣電池、全固態鋰電池等新一代鋰電池有望作為輕量、持久且低成本的儲能設備,為電池行業帶來革新。為實現這些電池的商業化,枝晶在鋰金屬陽極上的生長是必須解決的課題之一。精細結構的枝晶在電池運行時形成,會引起短路,從而造成起火或爆炸,極具危險性。
  • 冬日裡的新能源電池,等待下一次正極材料革命|磷酸鐵鋰電池|電池|...
    在三元電池的發展過程中發現,三元電池中鎳的佔比提升可以顯著提高電池的能量密度。同時,鈷作為主流三元電池的成分之一,新能源汽車市場的全球火熱大大提升了鈷需求,精煉鈷的產能也無法短時間內提升,最終導致了鈷價的迅速飛漲。即使在經歷了2018年市場飽和後的迅速降溫,目前99.8%純度的電解鈷仍然高達每噸270,000元。