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國外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總

發(fā)布時(shí)間:2019-06-22 點(diǎn)擊數:2813
 鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽(yáng)極材料


日本東北大學(xué)和高能加速器研究組織的科學(xué)家,開(kāi)發(fā)出一種新的復合氫化物鋰超離子導體。研究人員表示,通過(guò)設計氫簇(復合陰離子)結構實(shí)現的這一新材料,對鋰金屬顯示出了極高的穩定性,使鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽(yáng)極材料,催生出迄今能量密度最高的全固態(tài)電池。


“雙電解質(zhì)”架構顯著(zhù)提升鋰離子電池性能


電池材料初創(chuàng )公司24M宣布,已研發(fā)出一個(gè)“雙電解質(zhì)”架構,能夠顯著(zhù)提升電動(dòng)汽車(chē)的電池性能。改進(jìn)鋰離子電池引發(fā)了類(lèi)似于“打地鼠”(whack-a-mole)的效應,提高了電池中的一種屬性(如能量密度),就可能會(huì )破壞另一種運行特性(如循環(huán)壽命)。但是24M研發(fā)的雙電解質(zhì)可能可以改變此類(lèi)情況,該架構可讓不同的電解質(zhì)分別置于電池陰陽(yáng)極兩側,如此一來(lái),電池設計師就不必讓一種電解質(zhì)為兩側服務(wù),從而使得24M可以獨立地優(yōu)化兩種電解質(zhì)。

國外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總

“空氣電池”蓄電量驚人 日企正嘗試推進(jìn)其實(shí)用化


日本在電池技術(shù)方面的研發(fā)向來(lái)投入較大,而且在成熟的概念設計都是全球領(lǐng)先的。其中,空氣電池就是日本在推進(jìn)的方向之一??諝怆姵厥切乱淮夹g(shù)的有力候選之一,可通過(guò)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應來(lái)進(jìn)行發(fā)電。由于氧氣可以無(wú)限量供應,理論上空氣電池蓄電量可達鋰電池的5至10倍。因此,日本企業(yè)陸續研發(fā)大幅提高空氣電池使用壽命的技術(shù),使用壽命是有“終極蓄電池”之稱(chēng)的空氣電池的最大課題。據悉,目前FDK公司開(kāi)發(fā)的空氣電池有望3年后實(shí)現實(shí)用化。日本電信電話(huà)公司(NTT)試制出使用壽命較長(cháng)的鋰空氣電池。


康奈爾大學(xué)固態(tài)電池技術(shù)取得突破


美國康奈爾大學(xué)(Cornell University)的一項新研究改進(jìn)了固態(tài)電池的設計。固態(tài)電池本質(zhì)上比現有的鋰離子電池更安全,能量密度也更高,鋰離子電池依賴(lài)易燃液體電解質(zhì)將存儲在分子鍵中的化學(xué)能量快速轉移至電能中??的螤柎髮W(xué)研究人員將液體電解質(zhì)轉化為電化學(xué)電池內部的固體聚合物,利用了液體和固體的特性以克服當前影響電池設計的關(guān)鍵限制。

國外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總

鎂電池又有新進(jìn)展


英國倫敦大學(xué)學(xué)院和美國芝加哥大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現,鎂鉻氧化物微?;蛟S是研發(fā)一種新型鎂電池的關(guān)鍵,這種電池將比傳統的鋰離子電池擁有更強的蓄電能力。此項研究發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì )雜志《納米尺度》上。據了解,這項研究公布了制造這種新材料的全新方法,該材料能夠可逆地存儲高度活躍的鎂離子。該研究團隊宣稱(chēng),這意味著(zhù)他們向鎂電池又邁出了重要一步。迄今為止,只有極少數無(wú)機材料表現出了可逆的鎂離子吸收和排除能力,這對于鎂電池來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。


美國大學(xué)發(fā)現添加氧化物涂層或可解決電池過(guò)熱問(wèn)題


多年來(lái),研究人員一直在尋找解決鋰離子電池熱失控(即電池積累過(guò)多熱量)的方法。如今,美國德克薩斯大學(xué)達拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人員發(fā)現,問(wèn)題不是出在電池材料內部,而是出在電池材料表面。該研究小組認為,此次發(fā)現可能會(huì )改變制造商生產(chǎn)電池的方式。Cho博士建議,可以在電池表面添加一層經(jīng)過(guò)設計的氧化物涂層。解決電池過(guò)熱難題,可將電池容量提高20%至30%,改造后的電池可以經(jīng)受住更長(cháng)的充電時(shí)間。


基于上述新發(fā)現,該研究小組表示,已經(jīng)有業(yè)界人士有興趣與達拉斯分校合作,研發(fā)用于電動(dòng)汽車(chē)電池的下一代陰極材料。此外,該研究小組還與美國海軍研究實(shí)驗室(U.S.Naval Research Laboratory)實(shí)驗室合作,進(jìn)行一項后續研究,以提高電池陰極材料的容量和安全性。


研究人員研發(fā)增強型SEI可提高鋰金屬電池能量密度/性能/安全性


美國賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State)研究人員表示,利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI),可充電鋰金屬電池可實(shí)現更高的能量密度,更佳性能以及更好的安全性。研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合,以無(wú)源方式為鋰表面提供所需能量,使其不會(huì )與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應,而納米片在復合材料中起到機械屏障的作用,防止鋰金屬中形成樹(shù)突。通過(guò)化學(xué)和工程設計以及合作,該技術(shù)能夠在原子水平上控制鋰表面。此外,該反應性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本,進(jìn)一步促進(jìn)鋰金屬電池未來(lái)發(fā)展。
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