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新型锂电池将如何发展

2019年12月19日 11:21:11 发布

充电时间大幅缩短:技术发展使得锂电池容量不断扩大,但随之而来的是充电时间的延长,对充电速度也有了更高的要求。目前的主流电动车锂电池的慢充时间在5到10小时之间,快速充电能在1到2小时内充满,但长期使用会影响锂电池寿命。
  1、充电时间大幅缩短:技术发展使得锂电池容量不断扩大,但随之而来的是充电时间的延长,对充电速度也有了更高的要求。目前的主流电动车锂电池的慢充时间在5到10小时之间,快速充电能在1到2小时内充满,但长期使用会影响锂电池寿命。而世界上最快的特斯拉超级电站,仅需40分钟就能充电80%,但这和纳米锂电池一比就不算什么了。

  新加坡南洋理工大学发明了一种基于纳米管的新型电池,能在2分钟内充电70%,其使用寿命长达20年。传统的锂电池无法快速充电,主要出于石墨电极的安全考虑,在工作时电极表面会形成电解质膜,减慢锂离子的运输速度。但南洋理工大学采用二氧化钛纳米管凝胶来替代石墨,能让化学反应加速,进而缩短充电时间。

  2、蓄电量倍数提升:锂空气电池的最大优点是能量密度高,目前的锂离子电池能量密度只有200Wh/kg左右,而现有的锂空气电池已经达到500Wh/kg,理论上的极限是12kWh/kg,还有极大的提升空间。IBM公司很看好这项技术,发起了“电池500”的项目,也就是将续航里程提升到500英里(即800公里)。

  3、更轻便,更安全:传统锂电池采用液态电解质,而固态电池原理相同,只是将电解质换成固态——通常是金属混合物。这样设计的好处是让更多带电离子聚集在一起,传导更多的电流,同时有效减少电池体积和重量,安全性更出色。因为液态电解质在高温下会发生副反应,容易产生爆炸,而固态锂电池就不会有这问题。

  4、生产成本更低:在此领域最领先的莫过于蒋业明教授开创的24M公司,半固态锂液流电池可以说是对液流电池的改进,它的电极由锂化合物粒子和电解液混合而成,电极厚度比传统锂电池增加5倍,既提升了能量密度,又减少80%的“非活性”材料,从而降低了材料成本。
  与现有的锂电池相比,新型锂电池可以降低约40%的材料成本,并将制造过程缩短至三分之一。与全固态电池相比,它的技术问题较少,实现了高安全性和高密度,正受到人们的关注。新型锂电池具有更低成本和更高的比能量,尚处于基础研究的发展阶段预计2020年新型锂离子电池将实现商业化,2023年新体系电池实用化。
  新型锂离子电池具备诸多特色,在便携式电子设备应用方面展现出不可替代的优势。新型锂电池是发展能源技术、提高能源生产和利用效率的主力军。随着中国快速发展的经济对新型电池需求的增加,中国政府将继续在政策、资金等方面支持新型电池的研究与发展。

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