新的電池技術(shù)還會(huì)發(fā)生爆炸嗎
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-03-31 18:54
點(diǎn)擊量：次
一百多年來，電池技術(shù)中最早的有害健康電池已經(jīng)發(fā)展成為最先進(jìn)的鋰離子電池和鎳氫電池。 然而，即使今天純電動(dòng)汽車的里程超過600公里，電動(dòng)汽車仍然存在許多問題。 這也使得即使在今天，純電動(dòng)汽車似乎也不是燃料汽車的替代品。
然而，只要新能源汽車的發(fā)展趨勢保持不變，人們對綠色環(huán)保安全旅游環(huán)境的迫切需求就會(huì)越來越高。 許多企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)正在開發(fā)一種新的電池解決方案。 這些尖端電池技術(shù)可能是未來純電動(dòng)汽車發(fā)展的一個(gè)新方向。
一個(gè)明顯的事實(shí)是，電池的主要問題是成本、能源密度、充電效率和我們可能沒有足夠的原材料來支持純電動(dòng)汽車的發(fā)展。 這也使世界渴望等待下一個(gè)重大的科學(xué)突破。它將給我們帶來一種重量輕、成本低、成本低、成本低的回收或處理。 它還提供高能量密度和壽命的電池.
能量密度的含義是在給定系統(tǒng)材料或單位體積的空間區(qū)域內(nèi)存儲能量。 今天，汽油的能量密度約為47.5MJ/kg和34.6mj/l。一輛裝滿燃料的汽車含有相當(dāng)于1000枚的能量。 鋰離子電池組容量約為0.3mj/kg，汽油能量密度約為鋰離子電池的100倍。
這種能量密度的差異是由高效的馬達(dá)緩解的。馬達(dá)將儲存在電池中的能量轉(zhuǎn)化為汽車的動(dòng)力：其效率通常為60%≤80%。 內(nèi)燃機(jī)將汽油儲存的能量轉(zhuǎn)化為汽車動(dòng)力，通常為15%(EPA2012)。 然而，即使如此，電池也不能儲存足夠的能量來取代汽油。
為了緩解這一問題，科學(xué)家們研究了許多不同的電池解決方案，其中4種最有可能成為純電動(dòng)汽車未來的發(fā)展方向。
今天的鋰離子電池使用液體電解質(zhì)和固體鋰離子電池作為電解質(zhì)。 固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是電池體積小，阻燃性強(qiáng)，理論能量限制高，充電速度快。
從固體鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)來看，它可以解決上述電池技術(shù)所遇到的瓶頸。 例如，除了液體和危險(xiǎn)的電解質(zhì)溶液外，固體鋰離子電池可以更緊密地包裝，使電池更安全。 同時(shí)，固體鋰離子電池也可以提供更多的能量密度。一些人認(rèn)為，固體鋰離子電池的能量密度可能是液體鋰離子電池的兩倍。
然而，固體鋰離子電池有許多優(yōu)點(diǎn)，但它們的制造成本并不便宜，至少現(xiàn)在并不便宜。 但最困難的過程是，只要有一個(gè)固體鋰離子電池，成本問題遲早會(huì)得到解決。
大眾(Volkswagen)和福特(Ford)可能是所有正在開發(fā)固態(tài)鋰離子電池的公司中最快的公司，但它們真的會(huì)遇到我們。 也許我得等5到6年。
約翰·阿保森和斯坦福大學(xué)的研究人員正在開發(fā)一種新型的液流電池。 該電池由少孔、無毒、易燃的電解質(zhì)代替今天的鋰離子電解質(zhì)，能量可以儲存在水分子中。
電池不需要任何昂貴的材料來制造非常低的成本。 很明顯，研究人員通過改變電解質(zhì)溶液的分子結(jié)構(gòu)，在電解質(zhì)溶液中找到了正電荷和負(fù)電荷分離的方法。 如果該方法有效，電池的價(jià)格可降至650元/千瓦時(shí)，接近今天電池價(jià)格的一半。
混合鈉和鉀的研究人員在室溫下成功地形成了一種新型的液體金屬。 他們計(jì)算出，這種液體金屬每克可用能量至少是今天電池的10倍。 。
電池現(xiàn)在面臨的困難是，尚未找到穩(wěn)定隔離電池正負(fù)極的材料，但可以允許電子轉(zhuǎn)移。 如果解決此問題，液流電池不僅具有較低的生產(chǎn)成本和更高的能量密度，而且具有更高的能量密度(約為當(dāng)今電池能量密度的10倍)。
第三種電池解決方案是鋰氧電池。 與其他電池解決方案相比，鋰氧電池是通過氧氣和鋰離子之間的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的。 這一過程將產(chǎn)生過氧化鋰和大量能量。
但化學(xué)轉(zhuǎn)化過程只能提供80%的能源潛力，其余的幾乎被浪費(fèi)。 此外，這種反應(yīng)將繼續(xù)消耗電池的電解質(zhì)，陰極也將被反應(yīng)生物覆蓋，這意味著鋰氧氣電池每次充電時(shí)都會(huì)進(jìn)一步損壞。
然而，加拿大研究人員通過使用有機(jī)電解質(zhì)而不是無機(jī)熔鹽，而不是碳基陰極來尋找解決方案。 這也使得新的鋰氧電池比今天的電池儲存了50%的能量，電池中的化學(xué)反應(yīng)也沒有浪費(fèi)。
我認(rèn)為鈉離子電池是未來最有希望的電池技術(shù)之一。 首先，地球上的鈉含量非常豐富，海水中有無窮無盡的鈉，其次，提取和制備鋰鈉比提取鈉元素便宜得多。
用鈉代替鋰可能是最好的方法，因?yàn)殁c不僅更容易制造電池，而且由于其晶體獨(dú)特性，它可以提供更快的充電效率。
日本研究人員和科學(xué)家正在努力尋找可行的材料來支持鈉離子電池。 由于分子水平的不同，鈉離子電池比鋰離子電池大得多。 如果日本人找到解決方案，這可能會(huì)標(biāo)志著人們對汽車電池的看法發(fā)生很大的變化。 因?yàn)檫@種物質(zhì)，被稱為Na2V3O7，可以解決低充電效率的問題。
我們的目標(biāo)是解決大型電池在應(yīng)用中面臨的最大問題，例如嚴(yán)重依賴長期充電的電動(dòng)汽車。 本研究將產(chǎn)生足夠有效的材料來提高電池的充電效率。 。
聲明： 本網(wǎng)站所發(fā)布的文章，均來自于互聯(lián)網(wǎng)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系刪除。
