鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：4611次 | 2021年10月13日
五大前沿電池技術(shù)盤點(diǎn)
1、日本東京大學(xué)開發(fā)出了新一代鋰離子電池極“濃電解液”
據(jù)日本媒體報道，以東京大學(xué)研究生院工學(xué)系研究科教授山田淳夫與助教山田裕貴為核心組成的研發(fā)小組，發(fā)現(xiàn)了鋰離子電池可實(shí)現(xiàn)多種電解液的設(shè)計(jì)新方向。該研發(fā)小組開發(fā)出了極“濃電解液”，決定充電速度的Li+濃度達(dá)到以往電解液的4倍以上。該研究顛覆了“電解液溶劑只能使用碳酸乙烯酯(EC)”這一鋰離子電池誕生20多年來，技術(shù)人員一直深信不疑的定論。
據(jù)報道，東京大學(xué)開發(fā)的高濃度電解液具備所有溶劑都與Li+進(jìn)行配位的特殊構(gòu)造。另外，Li+與陰離子持續(xù)結(jié)合的特點(diǎn)也不同于以碳酸乙烯酯(EC)為溶劑的普通低濃度電解液。普通電解液的Li+濃度為1mol/L左右，此時離子導(dǎo)電度最大。這種濃度必需使用EC溶劑。假如使用EC以外的溶劑，電極會嚴(yán)重劣化。因?yàn)橛嘘P(guān)石墨等層狀負(fù)極，溶劑是在被Li+溶劑化的情況下進(jìn)入(共合體)層間，電解液會繼續(xù)發(fā)生還原分解?；谶@種定論，Li+的高濃度化以及EC以外的溶劑的探討變成了電池研究人員之間的盲點(diǎn)。
山田等人的研發(fā)小組著眼于這一盲點(diǎn)，向此前基本沒考慮過的電解液高濃度化發(fā)起了挑戰(zhàn)。高濃度電解液的離子載體密度非常高，有助于提高界面反應(yīng)頻率，因此可實(shí)現(xiàn)時間不到以往1/3的快速充電。而且，選擇的鹽和溶劑的不同組合，還能表現(xiàn)出不同的特性。在對各種溶劑進(jìn)行調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)，除了通過提高濃度抑制共合體之外，很多溶劑還觀測到了還原穩(wěn)定化。無需使用之前必不可少的EC溶劑，在以前屬于實(shí)用電解液討論范圍之外的乙醚系、亞砜系、砜系、腈系等多種有機(jī)溶劑中均發(fā)現(xiàn)石墨負(fù)極和鋰金屬負(fù)極會可逆動作。
2、特斯拉充電新解?新加坡發(fā)明新型快速充電電池壽命20年
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
十月十四日消息，據(jù)國外媒體報道，南洋理工大學(xué)的研究人員最近發(fā)明了一種新型的快速充電電池，使用壽命長達(dá)20年。
如今支持快速充電的電池在我們的生活中扮演著越來越重要的角色，在方便快捷的為各種設(shè)備供應(yīng)能量的同時，其使用壽命卻常常成為被人們詬病的一個短板：“為何總是要換電池?”針對這一問題南陽理工大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型的鋰離子電池，這種電池可以在2分鐘之內(nèi)充電至最大容量的70%，并且可以服役長達(dá)20年，數(shù)倍于現(xiàn)在各種設(shè)備中的充電電池壽命。這種電池的創(chuàng)新在于使用二氧化鈦納米管而不是傳統(tǒng)的石墨材料作為電池的陰極，兩種材料都可以加速電池中的化學(xué)反應(yīng)供應(yīng)電能，不同的是前者可以反復(fù)使用1000次而后者的壽命只有500次。
這種新型電池尚沒有投入大規(guī)模生產(chǎn)和走向市場的明確時間表，但它所使用的鈦納米管是一種易于加工的且成本相對較低的原料，所以前景十分光明。顯而易見這種新型電池的推廣將極大的改變整個科技產(chǎn)業(yè)界。拋開一些天馬行空的創(chuàng)意不談，即使從最基本的層面來看，它也將延長很多設(shè)備的服役時間，特別是那些不可更換電池的設(shè)備，現(xiàn)在用戶常常不得不因?yàn)闊o法繼續(xù)充電而不是其他功能的損壞而放棄他們，今后這樣的事情也許永遠(yuǎn)不會再發(fā)生。而這種電池最深遠(yuǎn)的影響也許將會在汽車產(chǎn)業(yè)，想象一下你可以用幾分鐘而不是幾個小時給一輛特斯拉充滿電，而且可以一直開到車被淘汰都不要更換電池的情景。
3、會呼吸的電池：轉(zhuǎn)換率近100%優(yōu)于傳統(tǒng)的太陽能電池
據(jù)國外媒體報道，眾所周知電池可對外供應(yīng)電能，這些能量來源于電池內(nèi)部的化學(xué)能，電池雖然有著極大的用途，但其壽命往往不長，對外供應(yīng)電能的能力也受到限制?，F(xiàn)在科學(xué)家研制了一種“會呼吸”的電池，能在空氣與陽光之間自由供電，事實(shí)上這類電池使用了太陽能電池板的技術(shù)，讓光伏發(fā)電裝置吸收太陽光的能量，然后把多余的電能存儲起來，基本原理與太陽能發(fā)電類似，但唯一不同的是太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效能為80%，而“會呼吸”的電池的轉(zhuǎn)換效率接近100%。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
傳統(tǒng)的太陽能電池板雖然有著較大的用途，可以在白天吸收太陽能，然后將電能在夜間釋放出來，供給一些電器設(shè)備使用，通常情況下其效率較低，還有一些能量損失了，來自俄亥俄州立大學(xué)的化學(xué)和生物化學(xué)研究人員研制了一種新型太陽能發(fā)電技術(shù)，可以降低太陽能發(fā)電的成本，并提升電能轉(zhuǎn)換的效率，其核心裝置是涂有二氧化鈦納米棒的網(wǎng)格，其上分布著許多小孔，大約只有200微米的跨度，該裝置是新型太陽能發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)。
當(dāng)太陽能電池板在吸收光能的時候可使電池板內(nèi)部的過氧化鋰形成鋰離子和氧，鋰離子是具有正電荷的，因此許多來自太陽光照的能量存儲在其中，當(dāng)電池放電時與來自空氣中的氧重新結(jié)合，形成過氧化鋰，于是這就形成了循環(huán)體系，能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)充電和放電。從某種程度上看，這個新型太陽能電池如同一個會呼吸的充電放電裝置，當(dāng)它來自放電是就開始消耗空氣中的氧，假如是充電時，該電池相當(dāng)于釋放出氧，用“會呼吸”的電池一詞形容這個裝置非常貼切。
目前俄亥俄州立大學(xué)的研究人員正在測試這款新型太陽能電池，在實(shí)驗(yàn)室測試中，電池的壽命與市場上銷售的主流電池壽命接近，具備了潛在的商業(yè)化推廣的能力，假如該產(chǎn)品能進(jìn)一步成熟，可極大提升目前微型電池的使用壽命，并供應(yīng)更多的電能。該研究成果公布在《自然》雜志上。
4、新一代全固態(tài)聚合物鋰離子電池面世
依托中科院青島生物能源與過程研究所建設(shè)的青島儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院成功開發(fā)出新一代全固態(tài)聚合物鋰離子電池。
隨著技術(shù)發(fā)展，電動汽車對動力鋰離子電池在大功率輸出和安全性能等方面提出了更高要求。隔膜電解質(zhì)體系是制約動力鋰離子電池快速發(fā)展的瓶頸問題之一，開發(fā)高安全性隔膜和新型聚合物電解質(zhì)體系對提高動力鋰離子電池的綜合性能至關(guān)重要。青島儲能研究院執(zhí)行院長崔光磊帶領(lǐng)科研人員，利用具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的濕法抄造、界面耦合和功能化修飾等技術(shù)，成功研制出高安全性和耐高電壓的動力鋰離子電池隔膜。
該隔膜具有耐高溫性能優(yōu)異、阻燃性能最佳、電解液浸潤良好等特點(diǎn)，極大地提升了鋰離子電池的倍率性能和安全使用性能，在中科院納米戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(xiàng)組織的第三方評價中展示出優(yōu)異的高電壓性能，得到項(xiàng)目首席科學(xué)家的高度評價。
傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池使用易燃的碳酸酯溶劑和聚烯烴隔膜，存在著極大的安全隱患。該所研究人員以自主研發(fā)的阻燃纖維素為基材，通過功能化改性和耦合等相關(guān)工藝，成功制造出一款剛?cè)岵?jì)的全固態(tài)聚合物電解質(zhì)。與傳統(tǒng)聚環(huán)氧乙烷純固態(tài)聚合物電解質(zhì)相比，該款全固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有較高的機(jī)械強(qiáng)度(45MPa)和較寬的電化學(xué)窗口、優(yōu)異的倍率充放電性能(10C)以及較寬的溫度使用范圍(25℃～160℃)，具有廣闊的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)價值。目前，青島儲能院正在優(yōu)化全固態(tài)聚合物鋰離子電池的工藝參數(shù)，爭取率先在經(jīng)濟(jì)型電汽車上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)示范。
5、可彎曲電池首面世三星承諾未來三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)
韓國newsway網(wǎng)站近日撰文稱三星研發(fā)部成功制造出具有極大柔韌度的電池，該電池可任意彎曲或卷曲，重要是為了迎合可穿戴設(shè)備市場的潮流，三星承諾將會在未來三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并產(chǎn)出安全性更高的電池用于多種智能設(shè)備上。
據(jù)三星上周在首爾舉辦的Interbattery展示會介紹，三星這枚可彎曲電池非常柔軟，并不像LGGFlex中彎曲限度極小，使用者可對三星電池任意彎曲，技術(shù)人員也對該電池進(jìn)行數(shù)萬次的彎曲測試，從而確認(rèn)產(chǎn)品運(yùn)行狀況良好。不過三星也強(qiáng)調(diào)目前這款電池不是最終產(chǎn)品，并能實(shí)現(xiàn)無限次數(shù)彎曲，還不能正常用作工業(yè)生產(chǎn)，三星承諾在未來三年內(nèi)會研發(fā)出柔韌性更強(qiáng)的安全電池，用于諸如SamsungGear等智能穿戴設(shè)備上。
不過，三星并未對該電池容量作出更多講解，所以可彎曲電池可容納多少電量目前還未確定。可以看出，隨著目前手機(jī)市場發(fā)展放緩，三星在實(shí)現(xiàn)渠道多變化的同時，已經(jīng)越來越講求“技術(shù)宅”形象，從而成為公司新一代上升動力。
