電池百科
宣傳內(nèi)容
宣傳內(nèi)容
想象一下,耐克FuelBand只有食指上戴的戒指那么大,手機(jī)像信用卡那樣柔軟纖薄。如果電池能夠做到又薄又能彎曲,而且能量足夠強勁,那么這些設(shè)備就能做成你想象的那樣。事實表明,電池是現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計的主要障礙。
據(jù)調(diào)查,國外研究人員發(fā)明了一種新型的超級電容器制備技術(shù),通過這種技術(shù)制備出來的超級電容器可以隨便彎曲,而且蓄電能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通的電池,與此同時,它還可以反復(fù)充電30000次以上而完全不會降低電池的蓄電能力。
電池的升級對于新能源汽車行業(yè)的重要性不言而喻,僅從市場最看重的成本而言,電池就占了整車成本的一半。新能源汽車其他的零部件技術(shù)已經(jīng)成熟,想要據(jù)此大幅度降低成本幾乎是不可能的了,那么想要降低價格以獲得市場優(yōu)勢,就不得不在電池上想辦法,可以說誰掌握了電池,誰就掌握了新能源汽車。
當(dāng)時間回溯到2009年,大量引人注目的可穿戴設(shè)備紛紛涌現(xiàn),許多人還懷疑消費者是不是想記錄自己的腳步和能量消耗。然而隨著科技越漸深入發(fā)展,設(shè)備也越來越苗條而直觀,可穿戴產(chǎn)業(yè)隨即出現(xiàn)了爆炸式發(fā)展。到2019年,全球可穿戴設(shè)備預(yù)期出貨將超過1.26億臺,2014年只有1960萬臺,它的應(yīng)用范圍也經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了健康追蹤領(lǐng)域。
據(jù)外媒報道,隨著電動車的興起及再生能源行業(yè)(renewables industry)對儲能設(shè)備方案的需求,大量技術(shù)人員正致力于電池技術(shù)的研發(fā)。上周,Sun Microsystems聯(lián)合創(chuàng)始人Bill Joy及其支持的Ionic Materials公司發(fā)布了一款固態(tài)堿性電池設(shè)計。據(jù)稱,該類電池比鋰離子電池便宜,且安全性更高。
美國斯坦福大學(xué)的科學(xué)家利用納米技術(shù)快速制成了基于普通辦公用紙的超輕、可彎曲電池或超級電容。相關(guān)文章發(fā)表在本周的美國《國家科學(xué)院院刊》在線版上。
目前主流的鋰電池封裝形式主要有三種:圓柱、方形和軟包,不同的封裝結(jié)構(gòu)意味著不同的特性,它們各有優(yōu)缺點,下面我們就來一起探討一下這三種電池的特點吧!
從市場的角度來看,其實每天都有許多的新技術(shù)、新產(chǎn)品被研發(fā)出來,但是最終這些產(chǎn)品和技術(shù)能否量產(chǎn)并在市場上占據(jù)一定份額,還要綜合考慮它的成本、是否適合批量生產(chǎn)、消費者買不買賬、是否有大公司來投入資金推動生產(chǎn)。
鋰離子電池具有高電壓、高容量、體積小、重量輕、環(huán)保以及長壽命等突出優(yōu)點,已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子產(chǎn)品及電動汽車領(lǐng)域。但是鋰離子電池的安全性目前仍存在一定的問題,尤其是其在高溫、過充、短路等條件下的安全性問題,已成為動力型鋰離子電池大規(guī)模應(yīng)用時必須攻克的技術(shù)難題。
電池體系不同、使用工況不同,電池衰退會很不一樣,考慮電池系統(tǒng)電熱屬性的同時,要了解電池老化機(jī)制,三者會相互耦合影響。
鋰電池主要負(fù)極材料有錫基材料、鋰基材料、鈦酸鋰、碳納米材料、石墨烯材料等。鋰電池負(fù)極材料的能量密度是影響鋰電池能量密度的主要因素之一,鋰電池的正極材料、負(fù)極材料、電解質(zhì)、隔膜被稱為鋰電池的四個最核心材料。下面我們簡單介紹一下各類負(fù)極材料的性能指標(biāo)、優(yōu)缺點及可能的改進(jìn)方向。
根據(jù)麻省理工學(xué)院的研究報道,研究者發(fā)明了一種充電的新方法,那就是把電池掰彎。
全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液,有望從根本主解決電池安全性問題,是電動汽車和規(guī)模化儲能理想的化學(xué)電源。
馬里蘭大學(xué)和美國陸軍研究實驗室的研究人員首次開發(fā)了一種使用水鹽溶液作為電解質(zhì)的鋰離子電池,達(dá)到家用電子設(shè)備(例如筆記本電腦)所需的4.0伏特標(biāo)準(zhǔn),而沒有與一些市售的非水鋰離子電池相關(guān)的火災(zāi)和爆炸危險。
鋰離子電池中正極材料所占成本約為40%,負(fù)極僅占5%左右,可見正極材料在鋰離子電池中的重要地位。正極材料主要分為三大類,分別是層狀結(jié)構(gòu)、尖晶石結(jié)構(gòu)和橄欖石結(jié)構(gòu)。
可逆鋅空氣電池具有價格低廉、環(huán)境友好和能量密度高(1084Wh kg-1)等優(yōu)勢,在便攜式交通工具和能量儲存器件應(yīng)用方面潛力巨大。
在媒體的宣傳中,電池系統(tǒng)似乎總是解決所有間歇性可再生能源電力產(chǎn)出相關(guān)問題的萬能靈藥,其中也包括“優(yōu)先次序效應(yīng)”引起的“價格競食”。的確,電池最直觀的使用案例為能源套利,也就是通過將低價值時段的可再生能源電力產(chǎn)出轉(zhuǎn)移至高價值時段,從而增加可再生能源的收益。
現(xiàn)在有人創(chuàng)造了鋰離子電池,可以延伸到其原始大小的150%以上,都可為設(shè)備供能。另一個研究小組最近也研發(fā)一種電池,可以拉伸至原始大小的300%,在該裝置中,儲能材料置于薄片和硅橡膠之間。研究人員表示新研究將以前的電池優(yōu)勢與市售的制造技術(shù)兼容,會達(dá)到不一樣的效果。