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电池技术进入快速发展期
有人说,新能源技术的关键是电池。的确,无论是新能源车,还是手机等电子产品,乃至新兴的无人机,电池是制约产品性能的因素之一。为了在电池领域实现突破,无论是电池整体,还是电池各个组成部件,都是科研人员研发的着力点。新技术、新材料因此不断得到应用。
日本国家材料科学研究院宣布,已经开发出一种能量密度非常高的新型锂电池,松下蓄电池平台,并将这种新型锂电池称为“锂空气电池”,其单位体积下的能量密度几乎接近极限,同时成本也能够得到很好的控制。据该组织介绍,“锂空气电池”使用碳纳米管作为空气电极材料,通过电极结构的优化,可以实现很高的能量密度,是普通锂电池的15倍之多。该组织研究人员表示,目前的“锂空气电池”只是试验产品,今后会继续优化设计,进一步提高能量密度。
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为什么电池用越久电量就越少
电池的耐用程度一直让研究人员非常纠结,因为无论电池的容量多大,如果不能重复多次充电就没有意义。我们都知道锂电池会随着使用而减少容量,但从来就没有人知道为什么。近日,美国能源机构发现了电池“衰老”的原因:纳米尺寸的晶体。
学者仔细研究了现代电池阴阳极的材料,他们发现这些材料直接会在使用过程中受到腐蚀,但腐蚀的机制尚未明确。Brookhaven National Laboratory的团队通过透射电子显微镜观察高质量镍氧阴极,硅能型蓄电池平台,并记录它们在反复充放电时的变化。
该实验表明,当锂离子通过阴阳极的时候,会“卡”在离子通道当中,它们会和镍氧化物反应,并生成微小的晶体。这些晶体会改变电池内部的结构,并让其他离子无法高效的反应,从而减少了可用的电池容量。令人惊讶的是,这样的衰弱是随机的,并没有任何规律可言。
锂电池不够的原因在于,电池的元件本来就不。无论我们多么注意阴阳极的结构,微小的损伤就会产生晶体。就像煮水的时候,表面不平的容器更容易让热水产生气泡。可以这样说,只要电池材料有缺口,纳米晶体就会产生。
美国能源机构还发起了第二项研究,密封型蓄电池平台,探索充电速度对电池容量的影响。他们发现,现代电池体积越来越小,这反而会减短电池的寿命。电池的体积越大,充电速度越快,纳米晶体形成的就越慢。
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中国锂电池发展迅猛,正成为世界主宰
对于中国锂电池规模的快速发展,管理公司霸菱环球资源板块主管邓肯·古德温给出评价称,“日本人发明了它,韩国人寻求扩大生产规模,抚州蓄电池平台,而中国人终占据了主导地位,因为市场终是在中国。”
而中国锂电池之所以能够后来居上,主要还是因为价格因素。
报道分析认为,对外国电池制造商而言,比得不到补贴或遭遇种种障碍更令它们担忧的,是中国电池制造商相比特斯拉等竞争对手的优势:获取原料。过去一年,中国企业对锂离子供应链连连出手,买下钴、锂等矿业资产以降低成本。
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