最先进锂电池 中科院研制出新型锂电池,可在极端温度下正常使用,已经开始量产

小编 2024-10-12 资讯中心 23 0

中科院研制出新型锂电池,可在极端温度下正常使用,已经开始量产

提到新能源车,大家最为关心的其实就是电池了,因为电动汽车充电可不像燃油车,几分钟就完事,并且到了冬天,气温较低的时候,电动汽车的续航里程又会大打折扣,所以虽然马路上的新能源车越来越多,但是行业里也还在努力的研发电池方面的技术,希望可以在充电时间、续航里程等方面能取得进一步的突破。

这不好消息来了,近日,中科院宣布研制出一款新型的锂电池,不仅可以在较低的温度下使用,还有效地提升了充电效率,那么今天我们就来聊聊这个事儿。

5月25日,中科院深圳先进技术研究院在官网正式宣布,唐永炳研究员团队研发出一项新型锂离子电池技术。

该技术最大的特点在于,电池能够在-70℃到80℃的温度范围内正常使用,适应环境温差“横跨”150℃。

大家都知道,我们国家幅员辽阔,所以气温随着地域和季节的不同变化很大,例如北方地区冬季的气温甚至可以达到-40℃以下,而南方地区夏季最高气温能达到50℃以上,这就导致了使用锂电池的设备在冬季出现无法开启的情况,例如电动汽车无法启动、手机自动关机,或者在夏天因为温度高而增加自然的风险等等。

而这种新型的锂离子电池技术,做到了低温、高温同时兼顾,不仅在民用领域,在工业、通信、科研、军事、救援等领域,都具有非常好的应用前景,可以在极端环境下,尽量保证设备的正常运行,例如光伏储能、家庭储能、通讯基站储能、轨道交通、国防建设、航天航空、极地科考等需要长时间运行或者在高寒或热带地区使用的场景。

当下,电池的正极材料相关技术已接近“天花板”,想要进一步提升电池的性能,需要从负极材料和电解液上寻找突新的破点。

所以,研究团队开发出了一种新型铝基复合负极材料,通过与商用锂离子电池正极材料匹配,针对不同应用场景,成功开发出了新型锰酸锂、磷酸铁锂和三元电池等产品。

这些新型的锂电池产品具有三个方面的特点:

1、安全性

常规锂电池在使用过程中,其内部会产生锂枝晶,这种物质不仅会影响充电能力,还可能刺穿隔膜,带来电池短路等安全隐患。而铝基负极可以有效缓解锂枝晶的产生,进而提高了安全性。

2、续航性能

铝基负极材料具有较高的理论容量,使得电池能量密度比传统的锂离子电池提升了13%~25%。

3、充电效率

铝基复合负极具有优异的导电性能,所以展示出了优异的快充性能,20分钟即可充满,大大提高了充电效率。

4、成本

基于铝基复合负极的性能优势,并结合开发出的高性能电解液,低温电池产品摆脱了对价格昂贵的纳米级正极材料的依赖,使得电池成本降低了10%-30%。

可见,基于铝基复合负极材料的新型锂电池,具有多方面的优势。

但最重要的是,锂电池相关产品,已经完成了电动车使用场景下的规模化量产,从实验室真正走向了市场。

当然,这项技术的相关研究成果,也已经发表在多个世界著名的学术期刊上,累计高水平论文达到了90余篇。并且,对此,国际储能材料及电化学著名权威专家、美国德克萨斯大学奥斯汀分校阿鲁木甘·曼提拉姆教授评价道,该成果首次提出了双功能铝基负极的概念,匹配商业化正极如钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等,电池表现出优异的长循环稳定性,使得铝基电池具有巨大的应用潜力。

可见技术的权威性。

另外,在知识产权方面,也做了全面的部署,目前已经形成了180余项包括PCT专利、中国发明专利、美欧日韩专利在内的专利池。 这些对于后期大面积走向市场,起到了有效的保障作用。

总之,新能源的时代已经到来,我们需要在电池这个领域取得更多的技术积累和突破。因为并不是每一项实验室的研究成果,每一篇学术期刊上的论文,都能走向市场、变成商业化的产品,但不能因为无法做到成果转化,就不去搞科研了,这个逻辑是不对的,希望大家要明白。

所以,也让我们期待,这项新型锂电池技术以及其他的科研成果,都能够更早更快地取得更大范围的应用。

好了,今天咱们就聊到这儿,大家有什么想法可以在评论区留言,一起参与讨论。记得关注我,我是老万,谢谢大家,明天我们不见不散。

全球最高!新型锂电池容量比特斯拉Model 3还高73% 体积却更小

财联社(上海,编辑 黄君芝)讯, 据报道,加利福尼亚的Amprius公司已经生产了第一批其自称是目前可用电池中能量密度最高的锂电池。按重量计算,这些电池的能量比特斯拉Model 3的电池高出73%,而体积却减少了37%。

根据Enpower的数据,特斯拉目前的Model 3电池是最先进的,能量密度约为260 Wh/kg(730 Wh/l)。而最新的Amprius电池在比能量(单位电极放出的能量)和能量密度上都是一个重大的进步,电池容量为450Wh/kg(1150 Wh/l)。

Amprius公司表示,这种电池令人印象深刻的性能归功于其硅纳米线阳极技术。目前当你给锂离子电池充电时,你可以有效地从每个锂原子的阴极上拉出一个电子,并通过外部线路将它们移动到阳极上,因为电子不能通过阳极和阴极之间的电解液或隔膜。它们的负电荷拉着带正电荷的锂离子穿过电解质和隔膜,在那里它们各自找到一个电子,并嵌入到阳极的典型石墨晶格中。

现在,Amprius已经用硅纳米线取代了石墨晶格。硅可以储存比石墨多10倍的锂,但它容易膨胀和破裂,大大降低电池寿命。该公司表示,当你将硅形成多孔纳米线,排列成一片由较长的导线和较短的导线组成的“森林”时,硅能够耐膨胀和抗开裂,从而延长了电池的寿命,使硅阳极成为一项具有竞争力的技术。

该公司表示,硅纳米线正好根植于阳极的衬底中,因此电导率(和功率)很高。它说电池的循环寿命是“优秀的”和“不断提高的”,尽管它并没有给出任何数字,它还说,阳极是该款电池与现有其他电池唯一不同的部分,其余的可以使用现有的制造方法和部件生产。

显然,世界已经准备好接受下一代电池,希望新一代电池可以在更小的体积和重量下存储更多的能量——从智能手机到电动汽车,所有东西都将受益于重量或空间的减少,电动垂直起降飞机等新兴技术迫切需要电池来提高飞行距离和飞行能力。

当然,能量密度和比能量只是电池需要竞争的两个指标。热性能、安全性、充放电率和循环寿命都将发挥重要作用,价格也将发挥重要作用。事实上,Amprius的第一个客户是在先进的航空航天领域和卫星制造领域,这意味着这款电池目前在价格上仍没有竞争力。

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