電池百科
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石墨烯因獨特的電熱等特性,在許多領域擁有廣泛的應用前景,已經被列為未來中國重點發展的產業之一。在新能源汽車領域,石墨烯電池的概念反復被提及,似乎已經成為目前電動汽車電池技術的突破口。
從手機、電腦到電動汽車,我們日常生活中的許多產品都離不開電池,但電池的充電速度和使用時間始終遭人詬病。現在,美國加州大學洛杉磯分校華人科學家段鑲鋒和黃昱團隊研制出一種多孔石墨烯復合電極,讓我們朝著既充電速度快又續航能力強的電池“圣杯”邁近了一步。
近年來,石墨烯在能源領域里尤其是二次電池領域中得到廣泛關注。石墨烯具有獨特的化學和物理性質以及可控的形貌與缺陷,為在分子原子尺度的上研究電化學現象提供了一個非常好的平臺。但是,如果作為電池中一種成分,石墨烯究竟存在著哪些實際問題導致并沒有真正的“石墨烯電池”問世?甚至很難取代傳統的石墨負極。該問題的根源卻很少人研究報道。
新能源汽車這個詞對全球消費者來說應該都不算陌生了,畢竟現在幾乎所有汽車廠家都在推出或研發新能源汽車,其中又以電驅動為主,分為純電動汽車和油電混合汽車為主,但是一阻礙新能源汽車發展的除了要改變消費者用車方式之外,續航里程和充電時間是最大的問題。
近年來,隨著新能源汽車和移動通訊設備的發展,利用石墨烯改進、提升動力、儲能電池材料的性能,正成為業內關注的焦點。有機構預計,10年內的石墨烯應用市場規模可達到萬億元以上。
一直以來,電池續航是阻礙電動汽車發展的一大難關。而在浙江寧波,這一“續航魔咒”正被打破,新的研究技術有望解決電動汽車的“里程焦慮”。
據外媒報道,美國萊斯大學(RiceUniversity)解決了電池樹突(dendrite)難題,該研究難題長期困擾著電池研究人員,該大學研發的鋰金屬電池的電容量是商用鋰離子電池的三倍。
三明治,不少人都品嘗過,但今天本期科技能見度要說的“三明治”,卻非常神奇,它可以讓我們傳統儲存電能的電池變成一個小型發電廠,而且與傳統電池區別最大的是,它還是一種清潔能源。
據外媒報道,Skeleton技術公司(SkeletonTechnologies)與住友商事歐洲公司(SumitomoCorporationEurope)簽訂了石墨烯基超級電容器(Graphene-BasedUltracapacitors)的經銷協議,其旨在為快速發展的混動及電動車行業提供儲能方案。
據外媒報道,華威大學制造工程系(WarwickManufacturingGroup,WMG)的研究人員研發了硅-高質量薄層石墨烯(Silicon-FewLayerGraphene,Si-FLG)復合電極(compositeelectrodes),將其用作為鋰離子電池陽極石墨的高效替代品。
據外媒報道,盡管鋰金屬電池擁有大容量、低氧化還原電勢(lowredoxpotential)等理論上的優勢,但在實際應用中,鋰金屬陽極容易出現鋰晶枝增生(Dendriticgrowthoflithium)的情況。
據外媒報道,金屬-空氣電池(Metal-airbatteries)已引起了業內的特別關注,因為其能量密度高、裝配成本低、環保、無毒性、使用壽命長、放電時間長、可回收性(recyclability)高、溫度公差寬。
石墨烯(Graphene)其實就是單層石墨,強度大(比鋼強200倍)且導電性優。據外媒報道,福特宣布將在福特F-150皮卡車和福特Mustang等乘用車的引擎蓋下使用石墨烯。
據外媒報道,Haydale宣布,公司獲得了NicheVehicleNetwork的研發授權,旨在研發一款石墨烯強化版車用鈑金件。相較于當前的工裝模式,該公司正設法縮短其循環周期,在降低其重量的同時提升部件材料的性能。
據外媒報道,澳大利亞先進材料技術公司塔爾加資源公司(TalgaResources)公布了其在英國研發的石墨烯硅基鋰離子電池陽極的初步測試結果,該結構是由英國政府提供資助的“Safevolt”項目的第一個成功結果。該項目由塔爾加牽頭,與聯盟合作伙伴莊信萬豐(JohnsonMatthey)、英國劍橋大學(UniversityofCambridge)以及制造業研究小組TWI共同開展。
據外媒報道,研究人員正在使用3D打印,為超級電容器開發具有每單位表面積電荷存儲最高的電極。加利福尼亞州大學圣克魯茲分校(UniversityofCaliforniaSantaCruz)和美國能源部勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(U.S.DepartmentofEnergy’sLawrenceLivermoreNationalLaboratory)的合作了一項研究,3D打印了石墨烯氣凝膠,從而研發出多孔三維支架,其中裝載了氧化錳,可以產生更好的超級電容器電極。
據外媒報道,美國德克薩斯州立大學和杜克大學(TexasStateandDukeUniversities)的團隊利用3D打印技術制作了一款LED手鐲(LEDbracelet)及自動調暗型LCD墨鏡,兩款設備均內置了鋰離子電池。
動力電池,長久以來是被看作電動汽車發展的瓶頸。續航里程永遠都是廠家說不出的痛。倘若電池技術突破了,續航里程達到燃油車的水平,充電時間縮短至不影響使用的情況下,世界汽車格局都將改變也不為過。