鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:682次 | 2022年01月20日
固態(tài)電池技術(shù)新突破:充電鋰電池能量密度翻倍更"輕巧"
澳大利亞迪肯大學(xué)(DeakinUniversity)的兩位華裔科學(xué)家已經(jīng)使用一種常見的商用聚合物來制造固態(tài)電解質(zhì),從而為固態(tài)鋰離子電池能量密度翻倍打開了大門,并使它們免于像此前三星手機(jī)那樣的電池著火或過熱爆炸。
該大學(xué)前沿材料研究所的研究員FangfangChen博士和WangXiaoenWang博士說,這意味著鋰離子電池將不再具有著火危險(xiǎn),因?yàn)槠渲惺褂玫膿]發(fā)性液體電解質(zhì)將被固體聚合物材料代替。
2017年四月,得克薩斯大學(xué)的兩名研究人員宣布了一種不會(huì)燃燒的低成本全固態(tài)電池,其中一位是鋰離子電池的共同發(fā)明者JohnGoodenough。
Chen博士說,二人重塑了聚合物和鋰鹽相互用途的方式,消除了傳統(tǒng)鋰離子電池通常高度易燃的特性。當(dāng)前普遍使用的揮發(fā)性高的液態(tài)電解質(zhì),將被固體聚合物材料代替。
"我們用來使電池工藝更安全的所有產(chǎn)品已經(jīng)向市場(chǎng)推出。聚合物被用作電池導(dǎo)體已有50多年的歷史,但我們是第一個(gè)使用現(xiàn)有商業(yè)化聚合物的產(chǎn)品,以一種改進(jìn)的方式。"
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%
"我們的研究結(jié)果表明,下一代電池將更加安全,并且性能將更加出色。"
"從我們發(fā)現(xiàn)的結(jié)果來看,這種電解質(zhì)將使我們能夠使用鋰金屬陽極,這將使未來的電池使用壽命是目前一次充電的兩倍。另外,電池的體積和重量也可以減少一半,而不會(huì)影響正常性能的時(shí)間。"
Wang博士說,這可能是使鋰離子電池能量密度新增一倍的一種方法,在商業(yè)環(huán)境中,目前鋰離子電池的能量峰值達(dá)到約250Wh/kg(TSLA的Model3電池組中)。將其提高到500Wh/kg可以擴(kuò)大電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程。
Chen博士表示,這一發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改變?nèi)粘I钪须姵氐奶幚矸绞健?quot;我們通過使鋰離子和聚合物弱結(jié)合,形成固體聚合物電解質(zhì)來做到這一點(diǎn)。我們相信,這是科學(xué)界中無液體且有效地運(yùn)輸鋰離子的第一個(gè)明確和有用的例子。"
(圖源:Joule雜志)
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
據(jù)他們?cè)O(shè)想,未來可以將電池相關(guān)設(shè)備安全地裝在飛機(jī)行李中,或者電動(dòng)汽車不會(huì)像現(xiàn)在這樣對(duì)駕駛者或緊急服務(wù)人員構(gòu)成火災(zāi)危險(xiǎn)。
該過程已在紐扣電池中得到證明,下一步是將電池?cái)U(kuò)大到更大的應(yīng)用范圍,例如用于智能手機(jī)、電腦和電動(dòng)汽車。Wang博士表示,已經(jīng)在澳大利亞迪肯大學(xué)一流的電池技術(shù)研究和創(chuàng)新中心開始了袋式電池的制造和測(cè)試。"一旦達(dá)到袋式尺寸,我們希望吸引和行業(yè)合作伙伴的合作。"
論文已經(jīng)發(fā)表在在同行評(píng)審的《焦耳》(Joule)雜志上。