真正新的 EV 电池新闻

真正新的 EV 电池新闻

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。（如果它们也不会着火就好了。）不幸的是，这两个目标几乎是相互排斥的。磷酸铁锂电池成本较低，但能量密度相对较低。包含钴、镍或其他矿物质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，成本较高的电池用于高端汽车，而成本较低的电池则用于为较便宜的车型提供动力。

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，但还没有达到可以商业化生产的地步。另一个要记住的因素是，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业界的冷遇。

钠离子电池

钠离子电池的历史几乎与锂离子电池一样长。钠的含量是锂的 300 倍，这使得它便宜得多，但早期的钠离子电池能量密度低且寿命短。锂离子电池成为储能行业的宠儿，而钠电池则沦为电池研究的死水。

但事情正在发生变化。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存储 240 Wh/kg，但 LFP 电池接近 160 Wh/kg 的数字。CATL 表示计划在 2023 年开始生产时将其钠电池的能量密度提高到 200 Wh/kg。8 月，中国工业和信息化部表示将优先发展钠电池，使其标准化和商业化-离子技术。

 

据《华盛顿邮报》报道，与其他电池相比，钠电池有望拥有更长的使用寿命和更快的充电时间，并声称它们可能比今天的电池便宜 30% 到 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 Tesla Model S Plaid，但它们可以在售价低于 20,000 美元的车辆中找到家。散布在世界各地的数百辆 Model S Plaid，还是几百万辆低成本、高效的电动汽车，您更愿意拥有哪一个？

锂硫电池

锂硫电池的能量密度高达 600 Wh/kg，是现有最佳锂离子电池的两倍多。想象一下这意味着什么。行驶里程可达 800 英里或以上的汽车将成为可能。那挺好的。但锂硫电池往往会吃掉它们的电极。那很糟。

澳大利亚墨尔本莫纳什大学的研究人员认为，他们通过在用于制造锂硫电池电极的配方中添加少量糖分，解决了这个问题。“在不到十年的时间里，这项技术可能会导致车辆，包括电动巴士和卡车，无需充电即可从墨尔本行驶到悉尼。它还可以在重量轻是最重要的领域实现交付和农业无人机的创新，”Mainak Majumder 教授告诉The Driven。该研究最近发表在《自然通讯》杂志上。研究人员发现添加来自糖的葡萄糖可以保护电极免受电池内硫化合物的污染。

 

有时科学可以从过去找到灵感。研究人员表示，他们受到 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 1,000 次充电/放电循环中的性能优于锂离子电池。

“每次充电持续时间更长，从而延长电池寿命，”第一作者 Yingyi Huang 说。“而且制造电池不需要奇异的、有毒的和昂贵的材料。” 合著者 Mahdokht Shaibani 补充说，在 Li-S 电池进入商业生产之前，仍然存在需要克服的关键挑战。“虽然我们的团队已经解决了电池阴极方面的许多挑战，但仍需要进一步创新以保护锂金属阳极，以实现这项有前途的技术的大规模采用——创新可能是正确的在角落附近。”

这项研究得到了总部位于泰国的 Enserv Group 澳大利亚子公司的支持，该公司希望最终在澳大利亚制造锂硫电池。“我们希望利用这项技术进入不断增长的电动汽车和电子设备市场，”Enserv Australia 的常务董事 Mark Gustowski 说。“我们计划在大约五年内使用澳大利亚锂制造澳大利亚第一批锂硫电池。”

食物垃圾的阳极

弗吉尼亚理工大学的研究人员表示，他们已经找到了一种利用食物垃圾制造电池阳极的方法。“这项研究可能是解决可充电电池可持续能源问题的一块拼图，”VT 农业与生命科学学院食品科学与技术系副教授 Haibo Huang 说。“对这些可重复使用电池的需求猛增，我们需要找到一种方法来减少电池对环境的影响。”

根据初步结果，研究人员发现食物垃圾中的纤维成分是开发可用作电池阳极的先进碳材料的关键，即电池的负极端子。“我们使用农业废弃物衍生的碳材料承载碱金属（如锂和钠）的独特方法将为农业废弃物处理和电池技术带来重大进步，”根据 Technology Networks 的一份报告，Feng Lin 教授说。

两位研究人员在打篮球时萌生了利用食物垃圾的想法。“我们想为什么不将食物垃圾转化为电池材料，因为全球有多少食物垃圾，”黄说。“这些废物中的大部分都被放入垃圾中，然后被送到垃圾填埋场。我们只需要解决电池方面的问题。作为一名食品加工工程师，我可以修改食品的成分。我可以取出蛋白质和脂质，连同一些矿物质，看看它如何影响电池性能。”

他们测试了不同类型的食物垃圾，看看是否有任何食物垃圾可以成功用于制造电池。他们发现，当从方程式中去除某些化合物时，纤维素、半纤维素和木质素的基本化合物在经过热处理后可以用于电池。