當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >
斯坦福研發(fā)新型電解液制鋰金屬電池 可減輕電動(dòng)汽車(chē)重量/延長(zhǎng)續(xù)航
時(shí)間:2020-07-23 11:25來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:余秋云
點(diǎn)擊:
次
（圖片來(lái)源：斯坦福大學(xué)）
據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)斯坦福大學(xué)（Stanford University）的科學(xué)家發(fā)明了一種新型鋰基電解液，可能為下一代純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展鋪平道路。斯坦福大學(xué)的研究人員們展示了，其新型電解液設(shè)計(jì)可以提升鋰金屬電池的性能，而鋰金屬電池是一種很有前景的技術(shù)，能夠?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)、筆記本電腦和其他設(shè)備提供動(dòng)力。
該研究的合著者Yi Cui表示：“大多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)所用的鋰離子電池的能量密度正迅速接近理論極限，因此我們的研究集中在鋰金屬電池，此種電池比鋰離子電池更輕，單位重量和體積提供的能量更多。”
廣泛用于智能手機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)等各種產(chǎn)品中的鋰離子電池有兩個(gè)電極，一個(gè)含有鋰的陰極以及一個(gè)通常由石墨制成的陽(yáng)極。當(dāng)電池被使用以及在充電時(shí)，電解質(zhì)溶液就會(huì)讓鋰離子在陽(yáng)極和陰極之間來(lái)回穿梭。
與如今傳統(tǒng)的鋰離子電池相比，鋰金屬電池每千克可多容納一倍的電力，只需用鋰金屬取代石墨陽(yáng)極，就可以存儲(chǔ)更多的能量。
該研究另一名合著者Zhenan Bao表示：“對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)而言，鋰金屬電池非常有發(fā)展前景，但是其重量和體積是一個(gè)大問(wèn)題。在運(yùn)行過(guò)程中，鋰金屬陽(yáng)極會(huì)與液體電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致陽(yáng)極表面會(huì)有稱(chēng)作樹(shù)突的鋰微結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致電池起火以及失效。”
研究人員們花費(fèi)了數(shù)十年的時(shí)間，以解決鋰金屬電池的樹(shù)突問(wèn)題。
（圖片來(lái)源：斯坦福大學(xué)）
該研究的合著者、化學(xué)系研究生Zhiao Yu表示：“電解液一直是鋰金屬電池的阿喀琉斯之踵，我們?cè)谘芯恐胁捎昧擞袡C(jī)化學(xué)，以合理的方式為此類(lèi)電池設(shè)計(jì)和打造穩(wěn)定的新型電池電解液。”
在該項(xiàng)研究中，研究人員們探討了是否可以用一種普通的、已實(shí)現(xiàn)商用的液體電解質(zhì)來(lái)解決穩(wěn)定性的問(wèn)題。
Yu表示：“我們假設(shè)，在電解液分子中加入氟原子會(huì)讓電解液更穩(wěn)定。氟是鋰電池電解液中廣泛使用的元素，我們利用其能夠吸引電子的能力，打造了一種新分子，讓鋰金屬陽(yáng)極能夠在電解液中發(fā)揮良好的作用。”結(jié)果制成了一種新型合成化合物，縮寫(xiě)為FDMB，而且可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。
Bao表示：“電解液設(shè)計(jì)變得越來(lái)越奇特，有些雖然效果不錯(cuò)，但是制造成本很高。而FDMB分子卻可以實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，而且非常便宜。”
斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)在鋰金屬電池中測(cè)試了此種新型電解液，結(jié)果非常好。經(jīng)過(guò)420次充放電循環(huán)，實(shí)驗(yàn)電池仍保有90%的初始電量。在實(shí)驗(yàn)室中，普通的鋰金屬電池在大約30次充放電循環(huán)后就會(huì)停止工作。
研究人員們還測(cè)量了，在充放電過(guò)程中，鋰離子在陽(yáng)極和陰極之間轉(zhuǎn)移的效率，該特性稱(chēng)為“庫(kù)倫效率（coulombic efficiency）。”
Cui表示：“如果給1000個(gè)鋰離子充電，放電之后，可以回收到多少了鋰離子呢？理想情況下，庫(kù)倫效率達(dá)到100%，就可以回收到1000個(gè)。如果要想能夠商用，電池的庫(kù)倫效率要達(dá)到99.9%。而在我們的研究中，一半電池芯的庫(kù)倫效率達(dá)到了99.52%，所有電池芯的庫(kù)倫效率達(dá)到了99.98%，表現(xiàn)令人難以置信。”
為了可能會(huì)用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的鋰金屬電池，斯坦福大學(xué)研究小組還測(cè)試了FDMB電解液在無(wú)陽(yáng)極鋰金屬軟包電池中的應(yīng)用，此種電池已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商用，陰極會(huì)向陽(yáng)極提供鋰。
該研究合著者兼材料科學(xué)與工程系研究生Hansen Wang表示：“我們的想法是只用陰極一側(cè)的鋰，以減輕電池重量。該款無(wú)陽(yáng)極電池在容量下降至80%之前，可以充放電循環(huán)100次，雖然無(wú)法媲美同等容量的鋰離子電池（可以充放電循環(huán)500至1000次），但仍是性能最好的無(wú)陽(yáng)極電池之一。研究結(jié)果顯示，該款電池可廣泛用于各種設(shè)備，輕型、無(wú)陽(yáng)極電池將成為無(wú)人機(jī)和許多消費(fèi)電子產(chǎn)品一個(gè)吸引客戶(hù)的特性。”
美國(guó)能源部正在資助一個(gè)名為Battery500的大型研究團(tuán)體，以實(shí)現(xiàn)鋰金屬電池，從而讓汽車(chē)制造商能夠打造更輕、續(xù)航里程更長(zhǎng)的電動(dòng)汽車(chē)。該研究的部分資助也來(lái)自該團(tuán)體，而該團(tuán)體包括斯坦福大學(xué)和SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室。
通過(guò)改進(jìn)陽(yáng)極、電解質(zhì)和其他電池組件，Battery500的目標(biāo)是將鋰金屬電池的電量提高近2倍，從2016年的180瓦時(shí)/千克提升至500瓦時(shí)/千克。更高的能量-重量比，或者更高的“比能”才是解決電動(dòng)汽車(chē)買(mǎi)家續(xù)航里程焦慮的關(guān)鍵。
Cui表示：“我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室打造的無(wú)陽(yáng)極電池的比能達(dá)到了325瓦時(shí)/千克，相當(dāng)可觀。我們的下一步是與Battery500的其他研究人員合作，打造接近該團(tuán)隊(duì)目標(biāo)的500瓦時(shí)/千克的電池。”
除了具有更長(zhǎng)的循環(huán)壽命和更好的穩(wěn)定性，與傳統(tǒng)電解液相比，F(xiàn)DMB電解液也更不易燃。
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.69gh.com
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.69gh.com
猜你喜歡
-
研究人員開(kāi)發(fā)新型鋁硫電池 能量密度有望達(dá)到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
崔屹鮑哲南團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環(huán)壽命難題
2021-06-04 10:10 -
韓國(guó)研發(fā)新型汽車(chē)電池回收技術(shù) 回收率達(dá)95%
2021-05-21 10:48 -
加州創(chuàng)企研發(fā)無(wú)鈷電池 容量更高、充電時(shí)間更短、成本更低
2021-05-18 09:07 -
哈佛科學(xué)家研發(fā)“三明治式電池” 充電時(shí)間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
得州農(nóng)工大學(xué)開(kāi)發(fā)新型無(wú)金屬多肽電池 可根據(jù)要求進(jìn)行降解
2021-05-15 13:19 -
研究人員開(kāi)發(fā)新型電解質(zhì) 提升鋰空氣電池循環(huán)穩(wěn)定性
2021-05-14 08:50 -
花王與大學(xué)合作研發(fā)用汗水發(fā)電的生物電池
2021-05-07 09:15
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專(zhuān)題
相關(guān)新聞
-
研究人員開(kāi)發(fā)新型鋁硫電池 能量密度有望達(dá)到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
崔屹鮑哲南團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)新型電解液，有望解決金屬鋰電池循環(huán)壽命難題
2021-06-04 10:10 -
韓國(guó)研發(fā)新型汽車(chē)電池回收技術(shù) 回收率達(dá)95%
2021-05-21 10:48 -
加州創(chuàng)企研發(fā)無(wú)鈷電池 容量更高、充電時(shí)間更短、成本更低
2021-05-18 09:07 -
哈佛科學(xué)家研發(fā)“三明治式電池” 充電時(shí)間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
得州農(nóng)工大學(xué)開(kāi)發(fā)新型無(wú)金屬多肽電池 可根據(jù)要求進(jìn)行降解
2021-05-15 13:19 -
研究人員開(kāi)發(fā)新型電解質(zhì) 提升鋰空氣電池循環(huán)穩(wěn)定性
2021-05-14 08:50
本月熱點(diǎn)
-
2020年鋰電池行業(yè)研究報(bào)告
2021-05-11 11:24 -
突發(fā)｜深圳一鋰電企業(yè)停止經(jīng)營(yíng)、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國(guó)動(dòng)力電池裝車(chē)量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內(nèi)鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進(jìn)展，挑戰(zhàn)和未來(lái)
2021-05-19 10:59 -
揭開(kāi)贛鋒鋰業(yè)的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來(lái)襲，生產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22
©2017 版權(quán)所有 電池聯(lián)盟 華杰永泰科技（北京）有限公司 承辦 Power by DedeCms
價(jià)值成就行業(yè)品牌！竭誠(chéng)為您提供最新最熱的資訊
京ICP備09081210號(hào)
價(jià)值成就行業(yè)品牌！竭誠(chéng)為您提供最新最熱的資訊
京ICP備09081210號(hào)
企業(yè)微信號(hào)
微信公眾號(hào)