真正地钠电池。硫电池。对更便宜、更强大的电池的追求正在加速。-意大利Zenith蓄电池
发布时间:2023-03-24 16:10:21 点击: 次
真正地钠电池。硫电池。对更便宜、更强大的电池的追求正在加速。-意大利Zenith蓄电池
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电动汽车制造商想要两样东西——成本更低的电池和能量密度更高的电池。(如果他们没有着火的倾向,那就太好了。)不幸的是,这两个进球几乎是相互排斥的。磷酸铁锂电池成本较低,但能量密度相对较低。包括钴、镍或其他矿物在内的传统锂离子电池具有最高的可用能量密度,但价格昂贵。市场开始分化,更昂贵的电池进入高端汽车,而成本较低的电池被用于为较低成本的车型供电。
需要记住的是,世界各地的实验室都在进行电池研究。有很多可能性正在探索中,但没有一个达到可以商业批量生产的地步。另一个需要记住的因素是,电池制造商已经在制造电池的设备上投资了数十亿美元。任何不能利用现有生产工艺的新技术都会受到行业的冷遇。
钠离子电池
钠离子电池的存在时间几乎与锂离子电池一样长。钠的含量是锂的300倍,这使得它的价格要低得多,但早期的钠离子电池能量密度低,寿命短。锂离子成为储能行业的宠儿,钠则沦为电池研究的幕后推手。
但情况正在发生变化。今年7月,CATL宣布已开发出能量密度为160Wh/kg的钠离子电池。最好的锂离子电池可以储存240瓦时/千克,但LFP电池接近160瓦时/公斤的数字。CATL表示,计划在2023年开始生产时,将钠电池的能量密度提高到200瓦时/kg。8月,中国工业和信息化部表示,将优先推进钠离子技术的开发、标准化和商业化。
据《华盛顿邮报》报道,钠电池有望比其他电池具有更长的使用寿命和更快的充电时间,该报声称钠电池可能比当今的电池便宜30%至50%。让我们考虑一下。更便宜、更持久、快速充电、足够的能量密度——有什么不喜欢的?它们可能不会用于特斯拉Model S Plaid,但它们可以在售价低于2万美元的汽车中找到归宿。你更喜欢哪一种,几百辆散布在世界各地的Model S Plaid,还是几百万辆低成本、高效的电动汽车?
锂硫电池
锂硫电池的能量密度高达600瓦时/千克,是现有最佳锂离子电池的两倍多。想象一下这可能意味着什么。续航里程达到或超过800英里的汽车是可能的。这很好。但是锂硫电池往往会吃掉它们的电极。太糟糕了。
澳大利亚墨尔本莫纳什大学的研究人员认为,他们已经通过在用于制造锂硫电池电极的配方中添加少量糖来解决这个问题。“在不到十年的时间里,这项技术可能会带来包括电动公交车和卡车在内的车辆,这些车辆可以从墨尔本行驶到悉尼,而无需充电。它还可能在运输和农业无人机方面实现创新,因为轻量是最重要的,”梅纳克·马朱姆德教授告诉《驱动者》杂志。这项研究最近发表在《自然通讯》杂志上。研究人员发现,添加来源于糖的葡萄糖可以保护电极免受电池内含硫化合物的污染。
有时科学可以在过去找到灵感。研究人员表示,他们受到了1988年发表的一份地球化学报告的影响,该报告描述了现在糖基物质在与硫化物形成化学键时,能够抵抗沉积物中的降解。他们测试了新的锂硫电池原型,发现它们在至少1000次充电/放电循环中的表现优于锂离子电池。
“每次充电持续时间更长,延长了电池的寿命,”第一作者黄英仪说。“制造电池不需要异国情调、有毒和昂贵的材料。”合著者Mahdokht Shaibani补充道,在锂硫电池进入商业生产之前,仍然需要克服关键挑战。“虽然我们的团队已经解决了电池阴极方面的许多挑战,但仍需要在锂金属阳极的保护方面进行进一步创新,以使这项有前景的技术得到大规模应用——创新可能指日可待。”
这项研究得到了澳大利亚人的支持