您的位置: 旅游网 > 情感

超级电池五大技术商业前景可期

发布时间:2019-08-15 17:32:41

  一、五大电池技术商业前景可期

  1.麻省理工学院:半固态锂液流电池

  美国麻省理工学院的研究人员与一家名为24M的衍生公司合作,开发出一种制造锂离子电池的先进工艺:半固态锂液流电池,不仅有望显著降低生产成本,还能提高电池性能,使其更易于回收。

  24M公司的创始人是麻省理工学院教授、A12 电池公司前创始人之一蒋业明。蒋业明这个名字在电池界很知名,在全球材料科学家中排名66位。算是电池行业的世界顶级专家。他除了搞磷酸铁锂电池以外,还与同事于5年前提出了 半固态液流电池 概念,这些年他一直在做商用努力。

  人们不断寻找正极和负极材料,提升能量密度,干电池、镍镉电池还是锂电池,无论材料怎么升级,传统电池对活性物质的利用率很低,能够产生电能的物质被包裹在必须的非活性物质之中。在常见的锂电池里面,锂材料只含电池重量的2%左右,这些非活性物质增加了电池成本,降低了活性物质的利用率。因为传统电池的这些弱点,诞生了液流电池。液流电池可以视为一个独立的大电池,正负极电解液分别存放,集中反应产生电能。这样无需昂贵的附加材料,可以大大提升效率。

  既然液流电池这么好,效率这么高,为什么还没有被广泛采用呢?因为液流电池的缺点也很多。目前液流电池的浓度有限制,虽然理论上效率比传统电池要高,但是溶液浓度低、能量密度和功率密度并没有优势,价格也不算便宜。溶液本身能量密度就低,再加上装溶液的罐子、抽送溶液的泵等附加装置,液流电池整个系统综合算下来效能就更差。

  所以,蒋业明开发出来了半固态锂液流电池。这种液流电池不用溶液,用细小的锂化合物粒子与液体电解液混合形成的泥浆。因为这种泥浆的能量密度可以做的比溶液高,于是液流电池的大容量优势就有了,在蒋业明在麻省理工写论文的时候,他的半固态液流电池的能量已经可以达到500WH/L。

  这种电池的原理其实很简单。电极是细小的锂化合物粒子与液体电解液混合形成的泥浆,电池使用两束泥浆流,一束带正电,一束带负电,两束泥浆都通过铝集电器和铜集电器,两个集电器之间有一个能透水的膜。当两束泥浆通过膜时,会交换锂离子,导致电流在外部流动。为了重新给电池充电,只需要施加电压让离子后退穿过膜即可。这样,它的正极负极的材料利用率比传统电池高的多,只要一层膜就够了,用的各种材料也比传统电池便宜的多。而且,半固态锂液流电池可以做成柔性的(可以想象成塑料袋包着两团泥浆),不仅可弯曲、折迭,即使被子弹穿过也不会受损,安全性耐用性都有很大优势。

  半固态液流电池

  理论上,半固态锂液流电池的能量密度更高,价格更低,更安全,具有美好的前景。但是,这种东西的原理和结构与现在的电池完全不同,生产线设计、质量控制、测试标准、量产工艺这些东西都得从头摸索。于是,这些年蒋业明的24M公司就一直在做从实验室到量产的事情,解决新结构电池量产中遇到的各种问题,逐渐形成了一条手工生产线。到后来,他们手动生产一块电池大小的单元只需6分钟。经过摸索,团队对生产工艺反复改进,最终打造出了工业化生产平台,让电池的能量密度和生产速度都发生了质的变化。

  24M公司已经在原型生产线制造了约10000块这样的电池,部分正在接受 个工业合作伙伴的测试,包括泰国的一家石油公司和日本重型设备制造商IHI株式会社。新工艺已获得8项专利,另有75项专利正在接受评审。下一步,蒋业明准备启动第三轮融资,新的资金将用于研发一种机器,能在秒内产出一个电芯。这说明,半固态液流电池已经到了大规模测试阶段了,这个阶段过了就是大规模量产了。

  液流电池的成本优势、安全优势、容量优势,在我们日常使用的、平板上并不突出。反而,这种容量大、便宜、安全性好的电池却是新能源汽车与家庭的绝配。电动汽车一旦用上这种电池,价格立即就能平易近人,续航里程也会更长,而且这种电池更安全,不怕普通的碰撞,这对电动车的安全性很有好处。

  半固态锂液流电池也许真的能闹一场电池革命,也许只要 -5年,电动汽车的世界就会完全不同。(本节部分摘自雷锋)

  noFLOWCELL:液流电池可续航1000公里

  在 月5日开幕的第85届日内瓦车展上,中欧小国列支敦士登的nanoFLOWCELL不仅带来续航800公里的QUANT F电动超跑,除了酷炫的外表,最大亮点就是采用了锂离子液流电池作为性能电动超跑的推动力,续航里程高达800公里。第一辆原型车最早将在2015年上路行驶。

  QUANT F电动超跑

  液流电池将电化学蓄电池以及燃料电池的各个方面相结合,相比为当今电动汽车提供动力的锂离子电池技术而言,其性能高出4倍。新型液流电池除了在价格和行驶里程上具有显著优势外,还比目前汽车上使用的电池更加安全,更容易融入汽车设计中去。

  液流电池工作原理

  液流电池将电化学蓄电池以及燃料电池的各个方面相结合。液体电解质存在于两个电池仓中并经过电池流通。系统中心有一层隔膜将两个电解质解决方案分隔,但仍能容许电荷流通,从而为动力系统制造动力。该系统的优势之一在于其采用体积较大的电池仓,也就意味着有着更高的能量密度。600V额定电压和50A额定电流下,该系统能不断输出 0千瓦的最大功率。相比为当今电动汽车提供动力的锂离子电池技术而言,性能高出4倍,也就是说它的可行驶里程是同等重量传统元件的5倍。

  QUANT F原型车中搭载了体积为200升的电池仓,储容量为120千瓦时。该车在低负载条件下,百公里能耗约为20千瓦时。公司表示,今后有望将电池仓的体积扩充至800升。车内配备了4台持续功率为120千瓦、峰值功率为170千瓦的电机,可通过扭矩分配实现四驱驾驶,也能作为车内两个的备用能量储蓄装置。每个车轮单独峰值扭矩可达到2900牛 米。百公里加速耗时仅需惊人的2.8秒。

2017五大趋势引领城配市场发展
收藏!5个方面带你跨过ToB互联网产品常遭遇的那些坑
美团以换股现金方式确认收购摩拜单车王兴回应:创始团队没有退出
猜你会喜欢的
猜你会喜欢的