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2019-08-25
本网记者
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摘要:,之前我们报道了麻省理工的科研人员,利用一种叫做M13的病毒来增加锂离子-空气电池的反应面积,增大电池的能量密度,可让电动汽车续航提升至550公里。现在,美国伯克利国家实验

,之前咱们报导了麻省理工的科研人员,运用一种叫做M13的病毒来添加锂离子-空气电池的反响面积,增大电池的能量密度,可让电动汽车续航提高至550公里。
现在,美国伯克利国家实验室提出了别的一种处理方案,能在现役的锂离子电池基础上添加两倍的能量密度,一起在必定程度上提高电池寿数。
  伯克利实验室所提出的处理方案是,在锂离子电池中,用一种硫氧化石墨烯(S-GO)制成的纳米复合材料作为阴极反响物。
使其放电功率高达6C(1C = 1.675 A/g硫元素),充电功率高达3C,一起还能保证较高的能量密度(6C时可达800 mA·h/g硫)。
此外,电池的完好循环充放电次数能超越1500次,单次阑珊率只要0.039%。
这可能是现在为止,锂离子-硫电池所能完成的最好水平。
  1500次完好循环充放电怎么了解?咱们能够想一下,假如一台电动汽车每天都进行一次完好的从0至100%的充放电循环的话,那么1500次满意支撑4年左右。
也就说,这台电动汽车的电池在运用4年后就必须替换。
而常用的锂电池中,钴酸锂的循环次数可达500次左右,而磷酸锂也只能抵达1000次左右。
也便是说,跟着充放电次数的不断添加,锂离子电池的容量在不断“阑珊”。
这其实跟运用次数没有太大联系,构成阑珊的首要原因是温度。
  所以,在日常运用电动汽车的时分,电池的电量并不会充溢100%;多是坚持在40%-60%这个水平上。
一是防止完好的充放电减缩寿数,二是在各种温度下下降阑珊率,三便是为电动汽车的能量制动收回留下空间。
所以,像是Model S这类选用钴酸锂电池的车型,在规划之初就考虑到了电池组的拆开景象。
  据悉,这种新式的锂离子-硫电池的单电池结构(Cell-level),能量密度能够抵达500 W·h/kg,比当时的锂离子电池的密度(~200 W·h/kg)高出两倍多。
即便在通过1500屡次完好充放电后,其电量容量仍然能够坚持较高水平(740 mA·h/g硫)。
假如要完成现在汽油车辆300英里(约480公里)的续航,那么单电池结构的能量密度就必须要抵达350至400W·h/kg。
所以这种新式Li/S电池的能量密度理论上完全能够满意这一需求。
  不过,伯克利实验室的新设想仍然面临着巨大的应战,那便是电池的寿数。
虽然能完成1500次的完好循环充放电,但从实用性和经济性的视点讲,这还远远不够。
原因是,在放电过程中,锂离子的多硫化物简单从阴极融化,与锂阳极发作化学反响生成Li2S,然后构成一个反响屏障。
这便是为什么在通过几回充放电后,电池的容量开端削减。
  现在在电动汽车动力电池范畴,锂离子电池现已替代了传统的镍氢电池成为商场新宠,它的能量密度高、输出功率大,而且冲、放电速度快。

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