• 新聞中心您的位置:網站首頁 -> 新聞中心
    • 瓶頸突破:關鍵技術正在縮小鋰空氣電池與燃油的能量差距!
    • 發布時間:2022/2/19 13:44:38
    •  隨著電動汽車逐漸進入大眾視野,人們越來越關心電池的續航能力,當續航里程能力可以超過燃油車的時候,電動汽車的普及將很快到來。

      毫無疑問,電動汽車的續航里程由電池的容量來決定。如何提高電池容量成為了科學家們努力解決的關鍵問題。

      目前主流市場上用于電動汽車的電池主要是鋰離子電池,根據文獻報道,鋰離子電池的能量密度一般比較低,如我們比較熟悉的磷酸鐵鋰的能量密度為90-125Wh/kg(因制造商不同而不同),而汽油的能量密度要比鋰離子電池的高100倍,根據《物理學概況》這本書的介紹,汽油的能量密度約為 45 MJ / kg(相當于12500Wh /kg),雖然理論值高了很多,但是按實際使用情況來作比較的話,差距會小一點,本文不作討論。

      傳統的鋰離子電池的能量密度并不能滿足下一代車輛和飛行物體等先進儲能設備的要求,加上鋰離子電池的能量密度研發已經進入了一個瓶頸。

      因此,科學家在試圖開發別的具有更高能量密度的鋰電池種類,理論上可實現大容量的“鋰空氣電池”備受矚目,因為根據BD百科介紹,鋰空氣電池的理論能量密度可以高達11140 Wh /kg(不含氧氣),由此可見,最有可能取代汽油成為下一代交通工具的動力系統是鋰空氣電池。

      鋰空氣電池理論能量密度雖然高,然而報道的鋰空氣電池的實際能量密度值遠低于鋰離子電池的值,這主要是由于電池中存在過量的電解質。

      典型的鋰空氣電池由鋰金屬箔、隔膜、鋰離子傳導非水電解質、多孔碳電極和氣體擴散層組成。在放電過程中,鋰金屬的溶解在負極進行,產生的電子通過外電路傳遞到正極,用于還原大氣中的氧,形成不溶性過氧化鋰作為放電產物。

      基于實用高能量密度實驗的設計原理,為了獲得高能量密度的鋰空氣電池,日本一個科研團隊將電池作了一些關鍵改良。

      首先,他們通過用薄的 PO 基隔膜代替厚玻璃纖維基隔膜并將多孔碳電極中的電解質注入率從 100% 降低到 60% 來減少電解質的量。結果,電解質的重量百分比下降到57%,能量密度達到240 Wh/kg,但是這還遠遠不夠,他們接著通過更換 8000 mAh/g 的碳電極,存儲在電極中的電解質量可以進一步減少。結果,電解質的重量百分比降低到31%,達到了與商業化鋰離子電池中電解質的相同重量百分比(30-40%),此時,鋰空氣電池的能量密度達到了466 Wh/kg!能量密度比鋰離子電池高了約4倍。

      這個研究揭示了一個可以提高鋰空氣電池高能量密度的關鍵因素,就是盡量控制電解質的量與面積容量的比值(E/C,g/Ah),當這個比值小于5g/Ah時,電池的能量密度就會高于300 Wh/kg。

      基于這個理念,科學家提出幾個設計高能量密度鋰空氣電池的關鍵技術:多孔碳基正極質量負載應高于1 mg/cm2,在這種情況下,面積容量可以實現高于4 mAh/cm2;應采用合適的電解液注入技術;盡量減少正負極的副反應,尤其是抑制電解質的分解;考慮特定于有限電解質條件的問題,即所謂的“貧電解質”;采用多層電池,密集堆疊的模式,同時也要確保氧氣可以有效地穿過整個正極。

      這個結果近期發表在了《Materials Horizo
      ns》上。

      目前,鋰空氣電池仍在開發中,因為還有一些缺陷沒有被克服,如循環壽命比較短,目前也有研究報道了循環數超過1000次,感興趣的可以閱讀小編之前寫的一篇文章《中國科學家研究獲重大突破:電動汽車電池續航里程可匹敵燃油汽車》。

      要實現電動汽車的普及,電池的能量密度至少需達到目前的10倍,而鋰空氣電池的理論性能可以匹敵汽油,因此它是最有希望代替燃油成為電動汽車或航空業新一代的動力來源。

    更多
   淄博火炬蓄電池  淄博火炬電池價格  山東淄博火炬能源蓄電池 叉車電池火炬跟天能哪個好 淄博火炬蓄電池官網 淄博火炬叉車電池 山東淄博火炬電池廠 淄博火炬電池經銷商 淄博蓄電池廠家 淄博火炬能源官網  淄博火炬蓄電池銷售中心  Copyright @ 2004 - 2020   魯ICP備10000161號-1     技術支持:惟誠網絡
丰满老熟好大bbb,亚洲老熟女@tubeumtv,狠狠色狠狠色综合网老熟女,you jiz zzcom中国熟妇
精品人妻少妇一区二区三区| 成 人 免费 黄 色 网站无毒| 粗长挺进新婚人妻小怡|