電池百科
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隨著對太陽能電池的需求持續(xù)增長,消費者現(xiàn)在正尋求不那么突兀的方式,將其應用到建筑和汽車中。 透明或半透明電池比標準的不透明硅太陽能電池提供了更大的柔軟性和視覺吸引力,然而,它們相對較高的成本和較低的效率意味著它們的應用一直比較緩慢。
研究人員開發(fā)了一種利用石墨烯制造太陽能電池的新技術,這種電池可以安裝在玻璃、塑料、紙張和膠帶等表面。 想象一下,未來太陽能電池就在我們身邊——在窗戶和墻壁上,手機上,筆記本電腦上,等等。 麻省理工學院(MIT)開發(fā)的一種新型靈活透明的太陽能電池,使這一未來又向前邁進了一步。
最近在石墨烯技術領域的進展為全天候石墨烯太陽能電池板的可能性打開了大門,這種太陽能電池板即使在傾盆大雨中也能持續(xù)為你的家庭供電。 一個科研小組發(fā)現(xiàn)了一種巧妙的方法,可以將太陽能電池板帶到陽光明媚的天氣之外,并將其置于雨中。國內研究團隊發(fā)表了一項開創(chuàng)性的研究成果,他們提出了一種混合太陽能電池,可以在雨中產生可靠的電量。開始設計一種基于有機染料技術的高效薄膜太陽能電池,然后將其涂上一層幾乎不可見的石墨烯原子層。
由于關鍵參數(shù)之間的權衡性,在不犧牲其他性能的前提下改善一種性能對鋰離子電池來說是一個挑戰(zhàn)。用一種化學氣相沉積過程,以生長石墨烯-二氧化硅組件,稱為石墨烯球。 它的分層三維結構與氧化硅納米顆粒中心,甚至允許1%重量的石墨烯球均勻地涂覆到一個富鎳層陰極通過可伸縮的Nobilta銑削。石墨烯球涂層通過抑制有害的副作用和提供有效的導電途徑,提高了循環(huán)壽命和快速充電能力。
挪威科技大學的研究人員的工業(yè)生態(tài)學課程設置與創(chuàng)造最環(huán)境可持續(xù)的目標車輛,這是一個不小的挑戰(zhàn),因為已經(jīng)有世界上估計有10億輛轎車和輕型卡車的公路,這一數(shù)字在2035年預計將翻一番。
由于對建筑集成光伏系統(tǒng)(BIPVs)的需求日益增加,開發(fā)高效、低成本的透明或半透明太陽能電池來替代現(xiàn)有的不透明和昂貴的硅基太陽能電池板變得越來越重要。 香港理工大學應用物理系已成功研制出高效率及低成本的石墨烯電極半透性鈣鈦礦太陽能電池。 在摻雜氟的氧化錫底部電極(FTO)或石墨烯頂部電極的照射下,這種新發(fā)明的功率轉換效率(PCEs)約為12%,而傳統(tǒng)的半透明太陽能電池只有7%。
多年來,科學家們一直在嘗試用硅制造一種實用的鋰離子電池陽極,這種陽極每次充電能儲存的能量是目前商用陽極的10倍,并能制造出體積更小、重量更輕的高性能電池。 但是有兩個主要的問題阻礙了電池充電:硅顆粒在充電過程中膨脹、開裂和破碎,它們與電池電解質發(fā)生反應,形成一層涂層,削弱了電池的性能。
與體積和重量相比,鋰離子電池具有良好的容量。不過也有一個缺點:充電時間長。另一個缺點是他們的最大輸出功率。鋰離子電池可能有很大的容量,但由于過熱的風險,它們的最大輸出功率是有限的。 石墨烯電池是通過改進現(xiàn)有的鋰離子電池制成的。這是通過在電極中添加石墨烯來實現(xiàn)的,石墨烯可以改變電極的化學和物理性質。結果改善了充放電速率特性和容量。改進的放電速率意味著石墨烯電池具有更高的最大輸出功率。
鋰電池使電動汽車一次充電可以行駛幾百英里。它們儲存能量的能力是眾所周知的,但它們偶爾著火的傾向也是眾所周知的——電池研究人員將這種現(xiàn)象稱為“熱失控”。“當電池過熱或快速循環(huán)時,這些火災發(fā)生得最頻繁。
雙層石墨烯產生高密度鋰,可增加電池容量。關于電池的討論常常圍繞著能量密度展開。 我們想要的是一種電池,它能在很小的體積里儲存大量的能量,最好是不發(fā)生爆炸或火災。在最前沿的研究中,我們得到的是一種混合的神奇電池。
巴斯大學可持續(xù)化學技術中心的一項新研究,一種更便宜、更清潔、更可持續(xù)的利用陽光從水中制造氫燃料的方法離我們更近了一步。 為了大幅減少碳排放,以解決氣候變化緊急情況,因此迫切需要開發(fā)更清潔的替代化石燃料的能源。氫是一種零碳排放的燃料替代品,可以用來為汽車提供動力,只產生廢水。
晶體鈣鈦礦電池是尖端薄膜太陽能電池的關鍵。盡管它們已經(jīng)在實驗室中達到了很高的效率水平,但由于材料太不穩(wěn)定,阻礙了商業(yè)應用。此外,鈣鈦礦沒有可靠的工業(yè)生產工藝。 在《物理化學快報》上發(fā)表的一項新研究中,馬丁·路德大學的物理學家們提出了一種可以解決這個問題的方法。它們還詳細描述了鈣鈦礦的形成和衰變過程。研究結果將有助于未來生產高性能的太陽能電池。
研究團隊證明,鈣鈦礦晶體結構的缺陷可以通過暴露在陽光下修復,但效果是暫時的。現(xiàn)在,來自劍橋、麻省理工、牛津、巴斯和代爾夫特的一個擴大的團隊已經(jīng)表明,這些缺陷可以永久治愈,這可能進一步加快開發(fā)廉價、高性能的鈣鈦基太陽能電池,其效率可與硅媲美。他們的研究結果發(fā)表在細胞出版社出版的《焦耳》雜志的第一版上。
在北京,原則上,純電動汽車和燃料電池汽車才是新能源汽車,才能享受地方補貼和不限行的政策。這也是為什么北京路上跑的新能源車型中,99%都是純電動汽車。
你一定和我一樣有這樣的疑惑,為什么用快充的手機電池感覺越來越不耐用?當手機迎來快充時代,“充電五分鐘,通話兩小時”趕走了用戶的手機焦慮癥,但越來越多廠商在吹捧快充時對電池壽命絕口不提,導致消費者對于快充對電池壽命的影響寡見少聞。
電動汽車深陷安全質疑,自燃事故頻發(fā)。斯拉MODEL?S和蔚來ES8接連發(fā)生自燃事故,再次把電動車安全問題推到風口浪尖,引起業(yè)內關注。電動汽車普遍使用的鋰電池是否安全?電動汽車自燃是偶發(fā)事件還是產品缺陷?電動汽車是否應該與燃油車分開停放?一連串的疑問在消費者心中慢慢織成了心結。
鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池,由正極材料、負極材料、隔膜、電解液、導電劑和粘合劑等部分組成。正極材料占鋰電池成本的比例約30%,是鋰電池最主要的構成部分。隔膜是鋰電池構成部分中,除正極材料外第二重要的組成部分,所占成本比例約25%;電解液、負極材料和其他材料在成本中的占比分別為17%、10%和18%。
補貼大幅退坡,磷酸鐵鋰和三元電池的路線之爭又成為業(yè)內談論的一個焦點。有人說,磷酸鐵鋰電池將回潮。 需要指出的是,回潮意思是已經(jīng)消失了的舊事物、舊習慣等重新出現(xiàn)。但磷酸鐵鋰在新能源客車裝機容量上,一直都占大頭,這一領域不存在回潮這一說。大家如今談論的大多數(shù)指的是新能源乘用車上,磷酸鐵鋰電池裝機量會有多大幅度的上升。
鋰電池主要由正極材料、負極材料、隔膜、電解質和電池外殼幾個部分組成。正極材料是鋰電池電化學性能的決定性因素,直接決定電池的能量密度及安全性,進而影響電池的綜合性能。
不僅電動汽車,載客量大且班次密集的電動公交車也頻頻發(fā)生事故:2018年9月,湖南岳陽發(fā)布報告稱兩輛純電動公交車自燃起火,同月,寧波奉化6輛電動公交車起火…… 接連頻發(fā)的電動汽車自燃事件,將把電動車的安全問題再次推向風口浪尖,也給新能源汽車行業(yè)敲響了警鐘。