在固態(tài)鋰電池成為主流之前， 這只是時(shí)間問(wèn)題和更多研究？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-27 09:46
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在固態(tài)鋰電池成為主流之前，這只是時(shí)間問(wèn)題和更多研究。
鋰離子電池已成為從手機(jī)和個(gè)人電子產(chǎn)品到電動(dòng)汽車(chē)(EV)以及在電網(wǎng)上支持可再生能源等各種產(chǎn)品的首選解決方案。但鋰離子電池通常使用碳石墨陽(yáng)極(負(fù)電極)在充電期間儲(chǔ)存鋰離子并在放電期間釋放鋰離子。石墨陽(yáng)極只能儲(chǔ)存如此多的鋰離子，限制了電池可以?xún)?chǔ)存的能量。
可以用金屬鋰制造陽(yáng)極，這使得電池的容量是使用石墨陽(yáng)極的鋰離子電池的兩到三倍。當(dāng)在陽(yáng)極表面上用鋰金屬鋰陽(yáng)極晶體充電電池時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，并且對(duì)于能夠生長(zhǎng)足夠大以分離隔板并在陰極上短路的尖刺針狀枝晶(正電極)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。 。這可能導(dǎo)致電池過(guò)熱甚至著火。
固體聚合物電解質(zhì)
該項(xiàng)目由化學(xué)博士生岳高領(lǐng)導(dǎo)，增強(qiáng)的SEI生產(chǎn)電解質(zhì)是由聚合鋰鹽，氟化鋰納米粒子和氧化石墨烯片組成的反應(yīng)性聚合物復(fù)合物。這種固體電解質(zhì)的構(gòu)造具有這些材料的薄層，由賓夕法尼亞州立大學(xué)Evan Pugh大學(xué)化學(xué)教授Thomas E. Mallouk開(kāi)發(fā)。
“實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的鋰界面需要大量的分子水平控制，”Mallouk說(shuō)。“悅和東海設(shè)計(jì)的聚合物能夠與鋰金屬表面形成爪狀鍵合。它以無(wú)源方式為鋰表面提供所需的能量，使其不會(huì)與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng)。納米片在復(fù)合材料中起到機(jī)械屏障的作用，防止樹(shù)枝狀晶體從鋰金屬中形成。“
使用化學(xué)和工程設(shè)計(jì)使該技術(shù)能夠以原子尺度控制鋰表面。“當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)電池時(shí)，我們不一定像化學(xué)家一樣思考，一直到分子水平，但這就是我們?cè)谶@里需要做的事情，”Mallouk說(shuō)。
反應(yīng)性聚合物還降低了重量和制造成本，進(jìn)一步增強(qiáng)了鋰金屬電池的未來(lái)。“通過(guò)更穩(wěn)定的SEI，可以將現(xiàn)有電池的能量密度提高一倍，同時(shí)使其壽命更長(zhǎng)，更安全，”王說(shuō)。
隨著全球大學(xué)，所有主要電池制造商以及豐田，寶馬和新成員Fisker等汽車(chē)公司的大量研究，固態(tài)鋰電池有望在2025年后的某個(gè)時(shí)候開(kāi)始大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)。賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究正在推進(jìn)知識(shí)基礎(chǔ)，最終將這種新電池技術(shù)推向主流。
高級(jí)編輯凱文克萊門(mén)斯30多年來(lái)一直在撰寫(xiě)有關(guān)能源，汽車(chē)和交通主題的文章。他擁有材料工程和環(huán)境教育碩士學(xué)位以及機(jī)械工程博士學(xué)位，專(zhuān)攻空氣動(dòng)力學(xué)。他在他的工作室里建立了幾個(gè)關(guān)于電動(dòng)摩托車(chē)的世界陸地速度記錄。
近日，工信部公示了申報(bào)第313批《道路機(jī)動(dòng)車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》新產(chǎn)品。據(jù)了解，本次公告申報(bào)新能源專(zhuān)用車(chē)66輛，共有27家企業(yè)為公示內(nèi)的新能源專(zhuān)用車(chē)提供配套。其中，珈偉股份（300317）控股子公司珈偉龍能固態(tài)儲(chǔ)能科技如皋有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“珈偉龍能”）攜新品首次現(xiàn)身，成為配套電池企業(yè)中的新面孔。
公開(kāi)資料顯示，珈偉龍能成立于2016年10月，致力于高性能鋰離子電池及系統(tǒng)的研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售。
業(yè)內(nèi)人士表示，未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，重要的方面在于電池性能的競(jìng)爭(zhēng)。珈偉龍能產(chǎn)品在續(xù)航里程、安全性、快充、循環(huán)次數(shù)等方面具備明顯優(yōu)勢(shì)。據(jù)了解，公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)由珈偉股份董事長(zhǎng)、武漢大學(xué)兼職教授丁孔賢博士；美國(guó)麻省理工學(xué)院博士后兼麻省理工學(xué)院研究員、博士生導(dǎo)師、國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專(zhuān)家黃碧英博士；哈佛大學(xué)博士，國(guó)家“千人計(jì)劃”特聘專(zhuān)家向勇博士；原三星美國(guó)圣何塞研究中心首席科學(xué)家、碳納米材料領(lǐng)域全球知名技術(shù)專(zhuān)家慈立杰博士領(lǐng)銜。
安全性是電動(dòng)車(chē)電池的關(guān)鍵指標(biāo)。珈偉龍能研發(fā)的鋰離子電池采用類(lèi)固態(tài)電解質(zhì)，不僅在大電流充電過(guò)程中不會(huì)發(fā)熱，而且在使用過(guò)程中如果出現(xiàn)受損短路，不會(huì)出現(xiàn)燃燒爆炸現(xiàn)象；同時(shí)，珈偉龍能研發(fā)的鈦酸鋰鋰離子電池能夠提供超過(guò)25000次充放電，完全滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)全壽命需求，在高溫和零下40攝氏度的氣溫下，也能夠正常工作。據(jù)珈偉龍能技術(shù)人員介紹到，公司采取三元、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰電池等多元化產(chǎn)品布局的發(fā)展戰(zhàn)略，靈活應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變更態(tài)勢(shì)，保證公司高效運(yùn)行。
此次入選公示電池企業(yè)，意味著珈偉股份類(lèi)固態(tài)儲(chǔ)能商用進(jìn)一步提速。
