鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1266次 | 2019年05月10日
新能源汽車電池最新進(jìn)展介紹
受制于離子型鋰電池的蓄電量和安全性,目前的新能源電動(dòng)汽車在市場(chǎng)上卻并不是很受歡迎。與各種利好的政策和鋪天蓋地的宣傳相比,新能源電動(dòng)汽車的市場(chǎng)普及率就略顯尷尬。究其原因,無(wú)非就是電動(dòng)汽車電池的安全性和續(xù)航能力。電池的續(xù)航能力和安全性解決,新能源汽車的市場(chǎng)普及率毫無(wú)疑問(wèn)將大大提高。
新能源汽車
具有大蓄電量和高功率的可充電電池,是目前新能源汽車電池領(lǐng)域的熱點(diǎn)??沙潆姷慕饘黉囯姵赜捎诮饘貺i(鋰)具有高的理論比能量(3860Ah/Kg),低密度(0.59Kg/立方米),和最低的還原電位等特性,一直被當(dāng)作是具有廣闊的應(yīng)用前景的電池技術(shù),不僅可以用在新能源汽車領(lǐng)域,在儲(chǔ)能電網(wǎng)方面也具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。但是同時(shí),鋰金屬電極是所有類型的電池陽(yáng)極材料中危險(xiǎn)性最大的材料,這種危險(xiǎn)性主要來(lái)源于金屬Li(鋰)存在著非常巨大的體積變化和不平衡的鋰金屬沉積,導(dǎo)致內(nèi)部短路,進(jìn)而引起電池內(nèi)部起火和其他危險(xiǎn)事件。與此同時(shí),在放電過(guò)程中,生成的氧化鋰會(huì)在鋰金屬電極表面堆積形成一層膜包裹住鋰電極,阻止Li(鋰)電極與電解液接觸而斷電,導(dǎo)致電池效率降低,使用時(shí)間縮短,這也阻礙了鋰金屬在可充電電池中的應(yīng)用。因此,怎樣保護(hù)金屬Li(鋰)電極一直是鋰電池研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
鋰電池
最近,最新一期的《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》報(bào)道了中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所郭玉國(guó)團(tuán)隊(duì)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)曹菲菲團(tuán)隊(duì)合作的利用鋁鋰合金介質(zhì)誘導(dǎo)的金屬鋰電池,不僅保證了金屬鋰電池的安全性和循環(huán)穩(wěn)定性,還能補(bǔ)充電池使用過(guò)程中消耗的鋰金屬,從而延長(zhǎng)了金屬鋰電池的使用壽命。
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%
德國(guó)應(yīng)用化學(xué)刊發(fā)截圖
他們首先制得了由納米鋁包覆的具有三維結(jié)構(gòu)的納米銅流體,用這種納米復(fù)合結(jié)構(gòu)來(lái)保證金屬Li在立體的電極內(nèi)部沉積均勻,平衡溶解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)采用納米鋁包覆的三維納米銅箔來(lái)引導(dǎo)金屬Li沉積之時(shí),金屬Li會(huì)在原來(lái)的位置優(yōu)先和鋁發(fā)生合金化反應(yīng)形成親鋰的鋰鋁合金層,然后這層鋁鋰合金層將作為鋰的成核位點(diǎn),誘導(dǎo)金屬Li(鋰)向四周呈球狀生長(zhǎng),均勻沉積,從而提高電池的安全性能。另外,在金屬鋰電池的充電放電循環(huán)過(guò)程中,金屬Li(鋰)或多或少會(huì)被消耗,這個(gè)時(shí)候,鋰鋁合金中儲(chǔ)存的Li(鋰)會(huì)被慢慢地釋放出來(lái)補(bǔ)充被消耗的鋰金屬,從而保證了金屬Li(鋰)在循環(huán)使用過(guò)程中的量的平衡。這種情況下,金屬Li電極表現(xiàn)出比尋常金屬鋰電池的循環(huán)使用壽命。
雖然目前還只是研究階段,但是這一方法是金屬鋰電池技術(shù)的重大突破,不僅對(duì)于金屬鋰電池,還為其他的金屬電池提供了不一樣的發(fā)展思路。相信不久的將來(lái),更安全,續(xù)航更長(zhǎng)的電池將應(yīng)用在新能源汽車上,新能源汽車產(chǎn)業(yè)將蓬勃發(fā)展,為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。