化工资讯
当前位置:元素商城  >  化工资讯网  >   化工热点资讯   >  高能动力电池是怎样炼成的
高能动力电池是怎样炼成的
2018-01-24 09:49:37来源:元素商城

元素百科为您介绍高能动力电池是怎样炼成的。1月7日,中国科学院院士欧阳明高在学术会议上表示,我国400瓦时/公斤的单体电池有望在2025年实现产业化,这一时间表引起行业热议,目前特斯拉最新动力电池20700高性能钴酸锂电池能量为333瓦时/公斤,这意味着我国在动力电池领域有望从“跟跑”变“领跑”。

 高能动力电池是怎样炼成的.jpeg

被欧阳明高点名的科研项目获得了国家重点研发计划的支持,全名为“高比能动力电池的关键技术和相关基础科学问题研究”,该研究基于研究团队研制出的高容量富锂锰基的正极材料,汽车动力电池的储能将有可能提高至400瓦时/公斤。

近年来,在国家政策的大力扶持下,我国新能源汽车得到迅速普及,但“不敢去远郊区县”的“梗”至今难以理顺。打破500公里的单次行程极限将大大推动电动汽车的推广,然而汽车承载有限,如何在受限的体积内尽量多地储备电能成为科研攻关的关键目标。

该项目负责人、北京大学教授夏定国表示:“要进一步提高锂离子电池的能量密度, 正极材料的比容量是关键。”据夏定国介绍,针对正极材料的比容量,研究团队在前期工作基础上,深刻理解富锂材料稳定性机制以及阴离子氧化还原的产生机理,通过调控阴离子氧化还原机制来实现富锂材料性能的优化。

也就是说,团队首先遇到的问题是:阴离子氧化还原能力受什么“左右”?揭示这一规律将引导团队接近并找到性能优良的电极。团队还发现,在物质内部原子之间的几何结构会影响电子的结构,从而影响阴离子氧化还原的能力,研究明确了结构和效能的关系,并希望通过结构的设计改善电极材料的电化学性能。

“提高正极材料中的含锂量,让更多的阴离子稳定参与氧化还原反应是一个重要途径。”夏定国说,研制出高容量富锂正极材料,为进一步提高动力电池的能量密度提供了可能。项目组除制备出了一种高容量的富锂正极材料和两种高容量、高稳定富锂材料—碳复合材料外,还制备出了高容量的锂电池负极材料。

要让电池变成“肌肉型男”,在获得合理的正负极材料之余,还需要设计出可行的加工工艺。例如,富锂化合物在电极中需要很好地分散开来,既保持在体系中60%以上的含量,又不凝结为块状。分散越均匀,可逆性越好,充放电效率越好。

目前该电池还需进一步完善,夏定国介绍,仍存在“枝晶锂”制约新体系电池的进步及电池安全性这两个关键问题。相关实验显示,10—50次循环使用之后,电压衰减明显,电极也不起作用了。

“枝晶锂”是锂离子电池采用液态电解质所特有的,锂离子还原结晶成树枝样,并不断生长,到一定程度可能会刺破隔膜,科学家目前正在从两个角度寻求突破。一是包被涂层,二是研究固体电解质。

夏定国强调,“高能量密度锂离子动力电池的发展有待于电极材料、电解液及高安全性途径的发展,更有待于新的分析方法及电池制备技术进步”。

除了提高锂离子电池的能量密度使其达到400瓦时/公斤外,项目组还将着力全新的锂硫电池和锂空气电池的研究,它们的能量密度有望达到500瓦时/公斤。中国工程院院士陈立泉表示,锂空气电池是动力电池的发展方向之一,“现在大力发展的氢氧燃料电池,必须用金属罐子保障氢气使用时的安全,而锂空气电池(负极为空气中的氧气)只要一个榨菜袋子就可以了。从实用性、成本上来讲锂空气电池也应该发展”。

从探索改进电极及电池结构的设计方法、建立电池极化模型和仿真技术等方面入手,汽车动力电池的“瘦身健体”之旅仍在不断推进。

您可能感兴趣的中国化工网栏目: 化学试剂化学元素化学元素周期表CAS查询
元素商城微信公众号
「一个有逼格的公众号」
相关标签: 太阳能煤炭  
相关专题: 电池
相关阅读:
●  《国家科学院学报》:新型制冷涂料可提高太阳能电池效率
元素百科为您介绍:美国斯坦福大学范汕洄教授领导的一个研究团队新近发明一种透明制冷涂层材料,可以在不影响太阳能电池板吸收阳光性能的同时为其降温,从而提高太阳能电池的工作效率及持久性。 新型制冷涂料工作原理 范汕洄团队21日在美国《国家科学院学报》上报告说,他们利用微加工技术在二氧化硅薄片上蚀刻微米量级的小孔,设计了一种二氧化硅光子晶体涂层材料。这种材料对可见光是透明的,但有很强的热......
●  未来五年美国炭黑市场发展分析
元素百科资讯频道:近日,全球管理咨询公司TechSciResearch发布的《2020年美国炭黑市场预测和机遇》显示,预计从2015年2020年,美国炭黑市场年复合增长率将达到4.5%。 炭黑市场分析   《2020年美国炭黑市场预测和机遇》分析了炭黑市场的潜力,并提供市场规模的数据、信息、份额和趋势。报告分析指出,良好的经营环境、轮胎制造业产能的增加以及橡胶......
●  煤化工面临五大挑战,如何突围?
元素百科为您介绍:近几年,煤化工企业的业绩每况愈下,尤其是去年以来国际石油价格的大幅下跌,极大地削弱了煤化工产品的成本优势。随着环境约束的增大和碳税启征的临近,具有高排碳特征的煤化工行业受到的冲击将首当其冲,成本增加、竞争力下降将在所难免。 煤化工面临的五大挑战一是煤化工规划布局制约问题。“十三五”期间,国家对现代煤化工项目的布局有严格的要求,要优先布局在有煤炭资源的开发区和重点开发区,......

您确定要从购物车中移除吗???