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超级电池技术研究哪家强?

钜大LARGE  |  点击量:305次  |  2021年10月21日  

摘要
随着电动汽车和各种电子设备的大量应用,瑞士信贷银行的报告预计,全球锂需求量正在以每年12%的速度上涨。世界正在变得越来越智能和移动化,美国从事全球市场调研的卢辛特尔咨询公司的另一项研究报

随着电动汽车和各种电子设备的大量应用,瑞士信贷银行的报告预计,全球锂需求量正在以每年12%的速度上涨。世界正在变得越来越智能和移动化,美国从事全球市场调研的卢辛特尔咨询公司的另一项研究报告指出,2018年电池产业将成为一个规模达到860亿美元的巨大的全球市场。同时,一些专家认为几十年内锂矿就会出现匮乏。


是不是注定了我们必须在美观与续航能力之间作选择?一些移动设备专家认为,不出几年移动设备的电池设计方面就会出现质的飞跃,石墨烯的采用或锂空气电池的研发将让现在的移动设备的性能提高数倍。


无数人在讨论电池的问题,一般来说,人们期待的新一代电池技术包含以下的要素:容量提升、体积变小、充电效率更高、充电方式更方便、节能环保。而现如今被广泛使用的锂离子电池,若想要提升容量,只能依靠新增体积,这又与智能设备“越来越小”的趋势形成对立。


超级电池技术研究哪家强?


美国伯克利劳伦斯国家实验所


美国伯克利劳伦斯国家实验所的化学工程师埃尔顿·凯恩斯设计的电池仅有一枚硬币大小,采用的是锂、硫磺和氧化石墨烯等易获取的材料,储存的电量是传统电池的2到5倍。此外,凯恩斯和他领导的研发团队在进行了1500次的充放电试验后证实,这种电池仅仅丧失了不到一半的储电能力,这是目前最好的锂离子电池才能达到的水平。


美国橡树岭国家实验室


美国橡树岭国家实验室梁诚笃(音)研究员也利用了硫替代传统电池采用的液态电解质。液态电解质会通过溶解多硫化物从而帮助锂离子在电池中传导,但使用寿命短。新的设计方法首先合成出一种富含硫的新物质,并将其作为电池的阴极,随后再将其同由锂制成的阳极和固态电解质结合在一起,便制造出这种能量密度较大的全固态电池。固态电解质不仅消除了硫溶解的问题,还防止了与锂金属接触,所以安全性更高。新的固态电解质电池的能量密度是锂离子电池的4倍。


加州大学河滨分校


加州大学河滨分校的一组科研人员开发出了一种新架构的硅阳极,应用在锂离子电池中可以使充电过程快16倍。新的设计构建于3D结构的锥形碳纳米管材料上。可以使电池比原来轻40%,却能携带比原来多60%的电量,一次充电时间只要大约10分钟。


以色列的StoreDot科技公司


在缩短充电时间问题上,以色列的StoreDot科技公司更胜一筹。在微软ThinkNext大会上,这家在特拉维夫大学纳米科技研究中心的基础上新创办起来的公司的负责人展示了他们新研发的充电技术。使用这个充电器,一部即将因电量不足关机的三星GALAXYS4手机充满电的时间只要30秒。这一充电设备采用的是由肽分子组成的生物半导体材料。研究人员将这些纳米级的晶体加入到一种特殊的作为电解质的溶液中。


试验似乎已经证实了这一新技术能够制造出更强大的电池,并缩小体积。公司创始人多龙·迈尔斯多夫认为,这一技术进步将推动移动设备行业真正的革命。假如这一技术能被采用,预计超级充电设备将在2016年进入批量生产。


麻省理工学院初创公司SolidEnergy


近日据Forbes报道,隶属于MIT(麻省理工学院)的一个初创公司SolidEnergy目前有了个方法,可以让电池的续航能力显著提高。


超级电池技术研究哪家强?


SolidEnergy研发了一种特殊的锂离子电池,它将能量密度提升到现有技术的两倍,也就是说,同等体积的电池,SolidEnergy的电池有更多的电量。据悉,一般手机的能量密度在560-580Wh/L左右,而SolidEnergy达到了1337Wh/L。


SolidEnergy电池采用了超薄金属阳极,它的尺寸是现在常规电池石墨阳极的五分之一以下。此外,该公司还研发出一种可以让电荷在室温下即可运行的电解液。相比较而言,现有的锂离子电池使用金属阳极,要更高的运行温度。


超级电池必然会受到硬件厂商的青睐,事实上,包括苹果在内的多家厂商都对SolidEnergy感兴趣,这项电池技术也将率先在ProjectAra上运用。到今年下半年,会有多家手机厂商对该技术开展测试。


SolidEnergy的技术并不意在颠覆,在我们对电池的期待中,它也只完成了“新增电池容量”这一点,至于充电效率、环保等问题,还有待更先进的技术来实现。



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