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电池三大奇兵-石墨烯 铝空气和纳米点

发布时间:2019-10-12 18:36:11 编辑:笔名

2014年以来,围绕电动汽车动力电池引发的话题一直是人们关注的焦点,石墨烯、铝空气电池和纳米点电池技术成为2014年电池世界的三大奇兵。其中石墨烯更是在2014年底引爆了电池产业,业内甚至预测这项技术或将引发电池行业的技术革命,重塑行业格局。

打破动力电池续航魔咒 石墨烯或引发技术革命

石墨烯,这个以往更多出现在实验室的材料,一夜之间成为产业界"新宠"。自2014年12月初西方媒体报道西班牙Graphenano公司和西班牙科尔瓦多大学合作研发出石墨烯电池以来,充电8分钟续行1000公里就成为电动汽车产业一个“重磅炸弹”,引发了持续的关注。

据悉,石墨烯基阳极材料可将现有锂离子电池的能量密度和输出功率提高三倍,随着相关技术的应用,或彻底打破电动汽车续航里程短这一窘境。以西班牙的超级电池为例,1000公里的续航里程几乎接近北京到上海的直线距离,远超出传统汽车一箱油的行驶距离。此外,据称石墨烯超级电池的充电时间仅比加一次的时间略长一点,但续航里程则比一箱油要长很多。

据媒体报道,这种“超级电池”已在德国两大汽车巨头的汽车上进行试验,并在2015年第一季度生产上市使用。业内人士认为,“超级电池”一旦大规模应用到电动车上,对整个行业将是颠覆性的。随着相关技术的成熟并进入量产应用阶段,电动汽车电动汽车商业化时代将全面到来。

只添加清水 续航可达1600公里的铝空气电池再掀波澜

金属空气电池――这一技术设想已存在了一百年,而真正引起人们的关注还是一篇来自国外的关于铝空气电池的报道。据悉,2014年,Alcoa(美铝公司)和以色列Phinergy公司在位于蒙特利尔的维伦纽夫赛车场对一台电动车进行了测试,而真正惊人的是随后发布的新闻稿――该车搭载了两家公司联合开发的铝空气电池后,其续航里程可以增加到994英里(约合1600公里)。

相关资料显示,铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg,2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg,但也是铅酸电池的7~8倍、锂电池的2.3倍。采用铝空气电池后,车辆能够明显地提高续驶里程。

然而,由于铝-空气电池在放电过程中阳极腐蚀会产生氢,这不仅会导致阳极材料的过度消耗,而且还会增加电池内部的电学损耗。这成为铝-空气电池的商业化进程的最大障碍。而以色列Phinergy公司表示,这一难题已被攻克。该公司开发出的铝-空气电池的空气阴极配备有专用的银基催化剂,其采用了独特的创新结构,该结构可以使氧气顺利通过,而可以将二氧化碳阻隔在外。通过该创新结构,Phinergy铝-空气电池的空气阴极可以有效避免电极的碳化问题,其工作寿命也因此可以达到数千小时。

铝空气电池的另一个优势是维护方便。按照现在的技术方案,铝空气电池主要是作为锂电池的补充电源,用户只要每一到两个月注入自来水以支持化学反应,每年让技术人员对它进行一次保养即可。据称该电池的寿命可达20到30年。

纳米点电池电动汽车计划2016年问世 让充电像加油一样快?

从媒体报道来看,纳米点电池的充电速度甚至快过石墨烯。2014年11月路透社报道称,以色列一家公司宣布研发的纳米电池能够在数十秒内为手机充满电、数分钟内为电动汽车充满电。并表示这项技术进步将改变全球最具活力的两大消费产业。

而此前美国马里兰大学的研究人员也表示,他们研发了一种纳米电池将使电动汽车受益。该技术使用了叫做"纳米孔"的电池,可携带电解液,在纳米管电极末端之间保持电荷,数百万个纳米孔单元可容纳在一个邮票大小的电池上。这项最新研究报告声称仅在12分钟之内便能对手机完全充电,并且它可以重复使用数千次,据称这项技术的最大优势在于能够快速充电。

而以色列的这家公司也表示,其使用纳米技术合成分子材料制造的电池就像超高密度的海绵,能够更快地吸收并锁住大量电量。这种材料基于“纳米点”技术研发,“纳米点”能够改变电池的运作方式。据该项技术的研发人员表示,未来这种技术运用到电动汽车上,将能够在二、三分钟内为电动汽车充满电。

作为一个“电力饥渴”的时代,石墨烯、铝空气、纳米点这三项电池技术对人们日常生活的影响无疑是巨大的,尤其是随着燃油资源的逐渐枯竭,电力就成为最为环保的一项可再生替代资源。电动交通工具和手机这两大最具活力的消费产业,也使得这三项技术有着广阔的发展空间。另外,从目前三项技术的发展来看,石墨烯或将最快被应用到电动汽车领域,有媒体猜测,特斯拉的“超级电池”计划或许就是与石墨烯技术相关的项目。

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