不久前,中国科学家开发出一种可在零下70摄氏度使用的锂电池,未来有望在地球极寒地区,甚至外太空使用,听起来真是“吊炸天”。下面就随电源管理小编一起来了解一下相关内容吧。
据研究人员称,这种新电池使用的材料成本不高,还环保,但要想将其商业化尚有待时日,主要问题是其能量密度太低,还比不上传统的锂电池。那么,电池技术何时才能有革命性的突破?
目前,科学家正致力于研发储能更强、寿命更长的新型电池,特别是在不同的领域开发出更为适合的电池,因为没有一种电池可以适用所有领域。
在汽车行业中,电池最终决定了汽车的寿命,也决定了人们对于电动汽车的恐惧和焦虑。为了解决这个问题,工程师和科学家正在尝试将更多的电压容量填充到电池中。目前,大量的研究致力于寻找新的材料和化学品以辅助或替换锂离子晶格或电池的其它部分。
例如一些创新的做法,将传统的石墨阳极晶格可以替换为硅,会拥有10倍多的锂离子,但硅在吸收锂离子时会膨胀,所以研究者们需要解决这个问题;将锂金属代替晶格充当阳极,但是有可能它在充电时会发生短路。而这是自锂电池问世二三十年以来,令电池制造商一直头疼的老大难问题。
也许,锂可以完全被替换?例如,钠或镁,再或其他的物质材料。国外的一家能量存储研究联合中心正在使用计算机建模,研究将特定的氧化物材料作为镁阳极相对应的阴极。镁是非常有优点的,因为其结构允许每个原子接受两个电子,这使得镁可加倍储存电荷。
在所有的环境因素中,温度对电池的充放电性能影响最大。发表在最新一期美国能源学术期刊《焦耳》上的研究显示,中国复旦大学化学系、新能源研究院教授夏永姚带领团队开发出耐寒新电池,采用凝固点低、可在极端低温条件下导电的乙酸乙酯作为电解液,并使用两种有机化合物分别作为电极的阴极和阳极。
夏永姚说:“乙酸乙酯电解液和有机高分子电极让可充电电池在零下70摄氏度的极低温条件下工作。”新电池的材料充足、便宜且环保,他预计这种材料的价格只有传统锂电池电极材料的约三分之一。
要知道,在俄罗斯和加拿大等极寒地区,温度低于零下50摄氏度;在太空中,温度低至零下157摄氏度。而传统锂电池在零下20摄氏度时性能只有其最优水平的50%,零下40摄氏度时只有最优水平的12%。