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美日两国争夺市场先机 锂电池领域投入不分伯仲

导读: 锂离子电池是继镍镉电池、镍氢电池之后更具绿色环保、安全、性能优异的二次可充电新型能源。

  锂离子电池是继镍镉电池、镍氢电池之后更具绿色环保、安全、性能优异的二次可充电新型能源,也是近几年出现的金属锂蓄电池的替代产品,具有工作电压高、比能量大、放电电位曲线平稳、自放电小、循环寿命长、低温性能好、无记忆、无污染等突出的优点。随着电动汽车市场的增长,预计未来锂离子电池需求方面将持续扩大,锂离子电池行业发展较为迅速。

  美国、日本两大发达国家对于锂离子电池产业的投入可谓是不分伯仲。为了获得电动汽车市场先机,纷纷在锂离子电池的充放电速度、新材料的研发等方面均取得显著成果。

  美国在锂电池充放电领域研究成果显著

  锂电池新材料:石墨烯

  研究背景:美国伦斯勒理工学院(RPI)宣布,在用基于石墨烯的“纸”试制锂离子充电电池(LIB)负极时发现,在能量密度相当的情况下,输出密度提高到了石墨电极的10倍。论文也发表在了学术杂志《ACSNano》上。最近,将石墨烯用于蓄电池及电容器电极,获得了高性能的发布一个接一个。

  研发成果:伦斯勒理工学院教授NikhilKoratkar的研究小组,在氧化石墨烯薄片的还原上采用了照射激光或相机闪光的方法。由此,石墨烯虽得以还原,但出现了很多破洞和裂缝。据称用这样的石墨烯制成“纸”用作LIB的负极,结果获得了相当于石墨电极约10倍的输出密度。

  产品介绍:具体而言,即使进行充放电率约为40C的快速充放电,电极的容量密度仍稳定在156mAh/g,输出密度达到了10kW/kg。据Koratkar等人介绍,还能进行100C的充放电。

  前景分析:论文表示该石墨烯电极能以低成本实现工业量产。Koratkar说:“技术已经成熟,足可供商用,将大大推动电动汽车等所要求的快速充放电型电池”。

  锂电池新材料:压电碳纳米管

  研究背景:据国外媒体报道,美国佐治亚理工学院的研究人员开发出了一种新的锂离子电池,当这种电池被压缩或弯曲时,它可以通过一些化学变化给自己充电。

  研发成果:研究人员抛弃了容纳电池电解质(一种凝胶物,以化学方式存储电能)的塑料容器,代之以一层压电碳纳米管(它把运动转化成能量),从而开发出这种可以把运动转化为电能和化学能的混合动力电池。

  产品介绍:在通常情况下,压电设备会把动能转换成电能,然后再通过标准锂离子电池中的充电电路,将其转换成化学能。而这种新的混合动力电池可以直接影响其自身内部的离子流,因此研究人员可以完全跳过充电电路,以一种更加高效的方式来捕获机械能。虽然这涉及到物理运动,但是尺寸较小,不那么碍眼的生物力学设备可以提供一个有效的方案,帮助解决移动设备日益增长的电能需求。

  前景分析:当这种电池被压缩或弯曲时,会把动能转换成电能,然后再通过标准锂离子电池中的充电电路,将其转换成化学能,从而给自己充电。

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