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美研制电动车液体电极电池 可反复充电

2014-02-19 23:51:14 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0

阿贡国家实验室和伊利诺斯科技院的研究人员表示,从理论上来讲,这种材料每次充电可供电动汽车行驶500英里,是目前电动车单次充电行驶距离的五倍。当电力不足时,仅需在加油站花费几分钟的时间就可以将电池的燃料...

阿贡国家实验室和伊利诺斯科技院的研究人员表示,从理论上来讲,这种材料每次充电可供电动汽车行驶500英里,是目前电动车单次充电行驶距离的五倍。当电力不足时,仅需在加油站花费几分钟的时间就可以将电池的燃料加满。相反,最快的传统充电站也得耗时一小时将电力充满。

液体电池电极通过增加电池盒的能源存储量达到延长行驶距离,由于所需的非能源存储部件减少,所以液体电极电池的造价更为低廉。

能源高级研究项目署的项目经理刘平(音译)表示,由于这种电池使用的是液体电极,因此与传统电极相比更加安全可靠。正负电极材料分别装在两个分开的容器内,与传统电池有所不同。这样可以避免短路和电池过热导致锂离子电池着火。

目前可充电燃料还处于初级研究阶段,但是能源高级研究项目署认为该种燃料前景十分良好,并宣称将出资设立四个研究小组来进一步开发该技术。

迄今,伊利诺斯研究人员展示了一款使用一个液体电极和一个固体电极制成的小型“半电池”。他们计划使用正负液体电极制造一个电池原模型。这种电池能够存储一千瓦时的电力,足够汽车行驶数英里。

传统电力汽车电池有多达75%的材料有并不存储能源的部件组成,其中包括电池包装、传感器、电气连接、冷却系统等。液体能源存储至少在理论上不会采用以上的部件,大大削减了电池体积和成本。

新型电池的液体电极存储在容器内,通过一个相对较小的设备泵入,相互作用从而发电。增加能源存储量也就是加大存储容器体积而已,而发电的设备体积将保持不变。容器的体积越大,发电设备占据电池整体的体积越小。

然而液体电极电池的确还存在一些潜在的缺陷。研究人员也仅仅是刚着手设计整个系统,他们需要设计出一种更加高效泵入材料,而且低成本生产的方法。不仅如此,将充电汽车燃料箱重新注满燃料需要安装新的基础设施,因此耗资数目不容小觑。

美研发半液态电池电动车或迎新发展

电动汽车充电电池由于自身体积大、重量沉、造价高,已成为制约该行业发展的瓶颈。例如,尼桑LEAF电动车2/3的电池只起到支撑结构的作用,并未产生能量,而这些材料比实际发电的部分造价更高。因此,如果这些“无用重量”可参与到能量供应中,汽车充电电池的效率将大幅提高。

日前,美国麻省理工学院材料科学与工程教授蒋业明及其团队研发出了一种名为“剑桥原油”的材料,有望解决这一难题。

该材料呈现黝黑色,外观与原油相似。在普通充电电池中,铁原子通过电解液或电解质粉在两个固体电极中运动,使电子流入与两电极相连的电线中产生电流。而蒋业明制造的“剑桥原油”电池,电极是由微小的锂元素组成,与液体电解液混合在一起,成为类似泥浆状的流体混合物。电池中同时存在两股带着正负电荷的“泥浆”,由具渗透性的薄膜隔离开来。两股“泥浆”流动,在薄膜上相互交换锂离子,产生电流。要对电池充电,可外接一个电源使这些离子通过薄膜重新回到另外一侧。

蒋业明预测,这种半固体电池单位体积的发电量比传统电池要高10倍左右。美国德雷克塞尔纳米技术研究所YuryGogotsi教授表示:“这是最近几年电能储存领域最令人振奋的发明。”

“剑桥原油”半固体电池有三种更换方法。第一,用户将用过的液体抽出,注入新的“泥浆”;第二,前往充电站更换;第三,用电对“泥浆”进行充电。前两种办法只需几分钟即可完成。

一般而言,充电电池是电动汽车最重最贵的部分。蒋业明估计,新电池的造价约为250美元每千瓦时发电量,因此如果用它代替尼桑Leaf汽车的24千瓦时电池,将花费6000美元,只有目前成本的1/3。此外,蒋业明还表示:“剑桥原油”电池充满电一次可供汽车行驶至少300公里,是现在电动车续航能力的一倍。(1美元约合6.39元人民币)

纽约能源研究所城市大学的DanSteingart说:“这是一个非常伟大的技术,因为人们可以对用过的‘剑桥原油’充电。”但他指出,即使这项技术可以在短期内实现商业应用,但建立充电站则需要很长时间。

美研发三维电极微电池个头小能力强

据英国广播公司(BBC)报道,美国科学家制造出一种拥有三维电极的新式“微电池”模型,与目前的商用电池相比,同样功能的新电池仅为其十分之一,而再充电速度则为其1000倍。科学家们表示,一旦解决安全问题,新电池将有望变革消费电子设备和汽车的充电方式。相关研究将发表在最新一期《自然·通讯》杂志上。

电池内有三个元件:分别位于电池两端的阴极和阳极以及作为“桥梁”的电解液。最新研究的突破主要在于,科学家们在微尺度上将阳极和阴极整合在了一起。

他们首先制造出一个由细小的聚苯乙烯球组成的网格;接着用金属填满球内外;再将球溶解,留下一个三维的金属支架,并在该金属支架上添加了一个镍—锡合金阳极和氧化锰矿物质阴极;最后,将该装置依附到一块玻璃的表面,并将玻璃表面没入300摄氏度的液体(作为电解质)中。
 


 

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作者:[标签:作者] 来源:科技世界网

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