NRL團隊提出結構電池發展方向 著眼于解耦結構和高能量密度電池
時間:2020-08-29 15:24來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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圖片來源：greencarcongress
據外媒報道，美國海軍研究實驗室的研究團隊發現，在設計結構電池的兩種主要方法中（采用具有去耦合功能的單功能材料或具有耦合功能的多功能材料），依賴于單功能材料的解耦結構電池，通常比耦合結構電池具有更高的彈性模量和比能量值。
研究人員的分析還表明，要進一步開發下一代結構電池，應著眼于高能量密度的鋁-空氣電池和鋅-空氣電池。
研究人員Hopkins表示：“結構電池，即設計用于承受機械載荷的電池，預計將大幅提升系統級比能量，從而使電動汽車的行駛里程增加70%，無人機的懸停時間延長41%。結構電池能夠儲存能量和承載機械載荷，減少設備所需的傳統結構材料的數量。”
該團隊對實驗用結構電池進行了元分析，還通過彎曲剛度的公式證明，解耦結構電池具有基本優勢，因為它們將承重部件置于最外層表面上，即電池外殼。
研究人員表示：“我們的分析顯示，解耦結構電池的性能，通常優于基于現有全電池原型的耦合版本。然而，這兩種結構的電池仍然面臨一定的挑戰。例如，大多數結構電池使用的是鋰離子化學物質(238 Wh/kgcell)，如果被機械負荷損壞，就會發生熱失控。不幸的是，能量密度更高的鋰基化學物質，如鋰硫和鋰空氣電池，也會發生熱失控。
“如果采用輕質金屬或汽車纖維復合材料，能使電池外殼材料達到基本性能極限，那么必須使用體積和重量能量密度更高的耐損傷電池材料，來提高結構電池的性能。因此，我們建議使用能量密度高的水金屬-空氣電池，以免發生熱失控，如一次性使用的鋁-空氣電池（系統級900 Wh/kgsy）和可充電的二次鋅-空氣電池（400 Wh/kgsy）。”
(責任編輯：子蕊)
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