斯坦福大学研发的锂质轻质电池比传统技术轻80%,不易自燃。
电动汽车电池尺寸、重量、容量的提升,越来越可能不是来自于一些伟大的技术突破,比如采用了一种全新的、未被发现的电池化学成分,而是来自于锂离子电池的进化,因为从锂离子电池令人信服的概念到现在的应用阶段,已经过去了20多年。锂离子电池技术有一个方面可以说是在不断进步,那就是它的重量。
斯坦福大学和SLAC国家加速器实验室的研究项目提出了一种新的电池设计,与现有技术相比,它明显更轻,更不容易着火和燃烧..减轻重量带来两个好处:增加了按重量计算的能量密度,因此可以减小电池的体积和重量。这又以良性循环的方式降低了汽车的整体重量,因此移动汽车需要的能量更少。
技术秘密在于一种新设计的集流体,它是锂离子电池的一个组件,它可以向电极(包括阳极和阴极)以及向外输送电能。无论是什么电池形式,锂离子电池的集流体都是铜箔做的,虽然很薄,但是按照它的大小和厚度,占电池重量的15%到50%。业界曾试图减轻集流体的重量,但迄今为止并不成功,但新的集流体是由聚酰亚胺制成的,聚酰亚胺是一种能耐高温的聚合物,并浸渍了阻燃剂。
聚合物两面都涂有超薄铜膜(形成塑料夹层),所以成品不仅更轻(比传统电池轻80%),而且与传统设计不同,不容易燃烧。一般来说,锂离子电池很容易燃烧,直到所有电解液消失。减少昂贵的铜含量可以降低成本和重量,对环境也有好处,因为任何电器都会使用大量金属。重量、成本和可持续性也是电动汽车电机开发者研究在电机绕组中使用铝而不是铜的原因。
到目前为止,这项新技术还只是在实验室水平上进行测试,但迹象令人鼓舞。预计量产不会有问题,已经申请了专利。
东芬兰大学的研究人员在使用硅代替石墨作为锂离子电池阳极方面取得了突破。硅的优点是能量密度更高,但使用中的膨胀和收缩已被证明是一个障碍。创造一种介孔硅和碳纳米管的混合材料解决了这个问题,这可能会导致充电速度更快、电池寿命更长或重量更轻的电动汽车。
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