鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1358次 | 2018年05月11日
鋰氧的技術(shù)能否掀起電池革命的風(fēng)暴?
從口袋中的手機(jī)到公路上的汽車,幾乎所有的東西只要帶有電路都需要電池。在過去的幾十年里,盡管科技產(chǎn)業(yè)的其它板塊飛速發(fā)展,電池卻進(jìn)步緩慢。
在如今的交通、能源、基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域,電池不足已經(jīng)成為最大的瓶頸。我們的能源需求還在不斷增長,但我們可以攜帶、存儲(chǔ)的能源卻是有限的。智能手機(jī)很難續(xù)航一天,電動(dòng)汽車充電一次的行駛里程比汽車和柴油汽車更短,從源頭(比如太陽能面板)存儲(chǔ)能源是一件相當(dāng)困難的事。
我們非常需要在能源存儲(chǔ)上取得突破,許多企業(yè)都在研發(fā)新技術(shù),包括石油巨頭。一旦成功,可能會(huì)就形成一個(gè)利潤龐大的市場(chǎng),可惜的是電池的化學(xué)特性存在限制,我們很難克服。
最大的問題在于能量密度:在特定體積和重量的存儲(chǔ)單元內(nèi)可以存儲(chǔ)多少能源。1991年鋰電池首次推出,它已經(jīng)用在手機(jī)、汽車、其它可充電設(shè)備上,每千克大約可以存儲(chǔ)電能150和250瓦時(shí)(Wh/kg)。為了更好地理解,我們可以類比一下,一臺(tái)冰箱每天消耗1600瓦時(shí)電能,汽油存儲(chǔ)的能量大約為每千克13000瓦時(shí)——比最好的鋰電池多了50倍。
還有一些電池用其它金屬或者元素來形成化學(xué)反應(yīng),比如硫磺或者硅,但是研究者很難提高能量密度,很難達(dá)到安全要求。
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%
鋰空氣(或者鋰氧)電池從空氣中“呼吸”氧氣,用于形成化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生電能,現(xiàn)有的電池——比如鋰電池——將氧化物存儲(chǔ)在電池內(nèi)部。正因如此,鋰空氣電池的能量密度才會(huì)大大提高,與汽油相當(dāng),從理論上講鋰空氣電池的能量密度相當(dāng)于目前鋰電池的10倍。
德州達(dá)拉斯大學(xué)教授KyeongjaeCho認(rèn)為,鋰空氣電池有很大的希望。他說:“盡管全球許多集團(tuán)都在積極研究,但希望并沒有出現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)生活中,我們的研究是一個(gè)激動(dòng)人心的進(jìn)步?!彼难芯恐饕獙W⒂阡嚳諝怆姵氐碾娊庖捍呋瘎?,和傳統(tǒng)的固態(tài)催化劑相比,使用可溶解的催化劑能夠明顯提升性能。KyeongjaeCho表示:“希望我們的發(fā)現(xiàn)可以讓研究恢復(fù)生機(jī),為未來發(fā)展積累動(dòng)能?!?/p>
據(jù)報(bào)道,KyeongjaeCho研究的電池成本和重量只有當(dāng)前電池的五分之一,鋰空氣電池可以讓汽車充電一次開400英里(約644公里),讓手機(jī)續(xù)航一周。但是據(jù)KyeongjaeCho透露,要在實(shí)際應(yīng)用中增加鋰空氣電池的容量有點(diǎn)難,雖然許多大企業(yè)和大學(xué)都在研究,但是結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能讓人滿意。到目前為止,電池還存在效率低、倍率性能不佳、不穩(wěn)定、存在多余化學(xué)反應(yīng)等問題。
比利?吳說:“許多人都在談?wù)摻饘倏諝庀到y(tǒng),它已經(jīng)出現(xiàn)在水平線上,但是離商用還有20多年的距離?!?/p>
去年10月,戴森收購了SakTI3公司,它是一家專門研發(fā)固態(tài)電池的企業(yè),固態(tài)電池的能量密度是鋰電池的2倍。SakTI3使用固態(tài)聚合物作為電解質(zhì),充電的速度可以加快。
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
在消費(fèi)領(lǐng)域之外,許多研究圍繞能源供應(yīng)展開。比利?吳稱:“可再生能源存在一個(gè)問題,比如太陽能和風(fēng)能,它們的能源是間斷的,有時(shí)會(huì)帶來很好的能源,有時(shí)會(huì)中斷,免得電網(wǎng)負(fù)載過高?!?/p>
將能源存儲(chǔ)在電池中也許可以解決供應(yīng)問題。但就目前來看,要在大型電池組或者在家中存儲(chǔ)這樣的能源同樣存在限制——和消費(fèi)電子一樣的限制。所有的商用電池公司能做的只有盡可能利用好鋰電池電芯。
電池技術(shù)的突破終將到來,但時(shí)機(jī)尚未完全成熟。
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