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文档简介
———2022年电池技术研究突破不完全汇总有关电池技术的新突破,始终牵动着很多人的心。尽管很多讨论都被吐槽“理论大过实际”,但多个科研团队还是给我们带来了2022年度的一些重大惊喜。比如宾夕法尼亚州立高校的新型快充电池,就宣称能够在充电时加热至60℃(140℉),然后快速降低至环境温度,从而在10分钟内完成充电。
抱负状况下,锂离子电池应当充电时保持在肯定的温度范围内,否则存在着性能退化、寿命大减的风险。
若能够在受控条件下平安充电,则能够在较高的温度下,享受到更多的好处——比如缩短充电所需的时间。
今年10月,宾夕法尼亚州立高校的一支讨论团队,就展现了这样一种新型吸热电池。此前,业界普遍不敢逾越60℃(140℉)的高温充电禁区。
不过这种只需加热10分钟至特定温度的新方案(随后快速冷却至环境温度),能够将有害影响降到最低。为此,该团队将镍箔,附着在电池负极端子上,使其在电子流过时快速变暖,然后再次快速冷却。
通过这种方法,团队实现了在1700个循环条件下的平安充电。这样的效率,可在短短10分钟内,为电动汽车增加200~300英里(320~480公里)的续航。
其次是MIT讨论团队带来的新型电池,其能够在底部泵入并捕获二氧化碳,然后在顶部吐出新奇空气。在设备填满后,可将其冲洗并用于工业纯二氧化碳的储存。
其在电极上涂覆了一种被称作聚蒽醌的化合物,使之恰好能够汲取四周的二氧化碳分子。该过程可在充电时自然发生,直到电极上储满了二氧化碳。此时可将收集来的二氧化碳用于工业产品,且实测表明,即便经受了7000次循环周期,其效率也仅下降30%。不过讨论团队的新目标,是将其增加到2~5万次周期。
第三种是伊利诺伊高校芝加哥分校(UIC)带来的支持完全充电的锂-二氧化碳电池。其密度为锂离子电池的7倍以上,但难点在于可反复充放电版本的制造过于困难。
为克服充电过程中附着在催化剂上的积碳,该电池利用内置在阴极中的二硫化钼‘纳米片’、以及由离子液体和二甲基亚砜组成的混合电解质。
如此一来,其不仅防止了碳在催化剂上的积累,还使电池可持续500次循环充电。
第四项是澳大利亚初创企业ClimateChangeTechnologies(CCT)带来的绿色储能设备RealVector,这是一种比标准的锂离子电网存储更有效的解决方案。
CCT的热能设备(TED),也是全球首批投入使用的可工作热电池之一。其支持模块化搭建,可接收风能、太阳能等储能来源,将之用于熔化绝缘室内的硅。
热机可按需提取能源,单个TED装置可容纳1.2MWh能量,且支持敏捷搭建各种不同的组合。
CCT的技术优势,在于熔融硅不会像锂那样被降解。实测表明,即便经受了3000次循环,其仍未消失退化迹象。估计装置可使用20年、甚至更长的时间。此外,据称每套TED的储能为锂离子电池的六倍,且造价仅为后者的60~80%。
第五项突破是有助于改善锂离子电池能量密度和平安性的新技术,上个月的时候,澳大利亚迪肯高校前沿材料讨论所提出了一套新方案,并演示了一种新型电池。
该电池使用了聚合物固体电解质,算是业内明确使用无液体高效锂离子运输方案的首个实例。通过避开易燃、易挥发的液体电解质,这种固态电池不仅更加平安,还有望搭配锂金属阳极来使用,让锂电池密度轻松翻番。
若投入实际运用,固态电池可让电动汽车(甚至电动飞机)拥有更大的续航里程。
最终,早在2022年,特斯拉就拿下了为南澳大利亚建筑129MWh锂离子储能电站的合同,最大输出功率为100MW。
然而依据一项新的协议,其将进一步增加64.5MWh的容量、以及50MWh的输出。这项定于2022年中进行的项目,将使得全球最大电池设施的字面数据增加约50%。
有关电池技术的新突破,始终牵动着很多人的心。尽管很多讨论都被吐槽“理论大过实际”,但多个科研团队还是给我们带来了2022年度的一些重大惊喜。比如宾夕法尼亚州立高校的新型快充电池,就宣称能够在充电时加热至60℃(140℉),然后快速降低至环境温度,从而在10分钟内完成充电。
抱负状况下,锂离子电池应当充电时保持在肯定的温度范围内,否则存在着性能退化、寿命大减的风险。
若能够在受控条件下平安充电,则能够在较高的温度下,享受到更多的好处——比如缩短充电所需的时间。
今年10月,宾夕法尼亚州立高校的一支讨论团队,就展现了这样一种新型吸热电池。此前,业界普遍不敢逾越60℃(140℉)的高温充电禁区。
不过这种只需加热10分钟至特定温度的新方案(随后快速冷却至环境温度),能够将有害影响降到最低。为此,该团队将镍箔,附着在电池负极端子上,使其在电子流过时快速变暖,然后再次快速冷却。
通过这种方法,团队实现了在1700个循环条件下的平安充电。这样的效率,可在短短10分钟内,为电动汽车增加200~300英里(320~480公里)的续航。
其次是MIT讨论团队带来的新型电池,其能够在底部泵入并捕获二氧化碳,然后在顶部吐出新奇空气。在设备填满后,可将其冲洗并用于工业纯二氧化碳的储存。
其在电极上涂覆了一种被称作聚蒽醌的化合物,使之恰好能够汲取四周的二氧化碳分子。该过程可在充电时自然发生,直到电极上储满了二氧化碳。此时可将收集来的二氧化碳用于工业产品,且实测表明,即便经受了7000次循环周期,其效率也仅下降30%。不过讨论团队的新目标,是将其增加到2~5万次周期。
第三种是伊利诺伊高校芝加哥分校(UIC)带来的支持完全充电的锂-二氧化碳电池。其密度为锂离子电池的7倍以上,但难点在于可反复充放电版本的制造过于困难。
为克服充电过程中附着在催化剂上的积碳,该电池利用内置在阴极中的二硫化钼‘纳米片’、以及由离子液体和二甲基亚砜组成的混合电解质。
如此一来,其不仅防止了碳在催化剂上的积累,还使电池可持续500次循环充电。
第四项是澳大利亚初创企业ClimateChangeTechnologies(CCT)带来的绿色储能设备RealVector,这是一种比标准的锂离子电网存储更有效的解决方案。
CCT的热能设备(TED),也是全球首批投入使用的可工作热电池之一。其支持模块化搭建,可接收风能、太阳能等储能来源,将之用于熔化绝缘室内的硅。
热机可按需提取能源,单个TED装置可容纳1.2MWh能量,且支持敏捷搭建各种不同的组合。
CCT的技术优势,在于熔融硅不会像锂那样被降解。实测表明,即便经受了3000次循环,其仍未消失退化迹象。估计装置可使用20年、甚至更长的时间。此外,据称每套TED的储能为锂离子电池的六倍,且造价仅为后者的60~80%。
第五项突破是有助于改善锂离子电池能量密度和平安性的新技术,上个月的时候,澳大利亚迪肯高校前沿材料讨论所提出了一套新方案,并演示了一种新型电池。
该电池使用了聚合物固体电解质,算是业内明确使用无液体高效锂离子运输方案的首个实例。通过避开易燃、易挥发的液体电解质,这种固态电池不仅更加平安,还有望搭配锂金属阳极来使用,让锂电池密度轻松翻番。
若投入实际运用,固态电池可让电动汽车(甚至电动飞机)拥有更大的续航里程。
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