國(guó)外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總
發(fā)布時(shí)間：2019-06-22 點(diǎn)擊數(shù)：2919
鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽(yáng)極材料
日本東北大學(xué)和高能加速器研究組織的科學(xué)家，開發(fā)出一種新的復(fù)合氫化物鋰超離子導(dǎo)體。研究人員表示，通過(guò)設(shè)計(jì)氫簇(復(fù)合陰離子)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的這一新材料，對(duì)鋰金屬顯示出了極高的穩(wěn)定性，使鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽(yáng)極材料，催生出迄今能量密度最高的全固態(tài)電池。
“雙電解質(zhì)”架構(gòu)顯著提升鋰離子電池性能
電池材料初創(chuàng)公司24M宣布，已研發(fā)出一個(gè)“雙電解質(zhì)”架構(gòu)，能夠顯著提升電動(dòng)汽車的電池性能。改進(jìn)鋰離子電池引發(fā)了類似于“打地鼠”(whack－a－mole)的效應(yīng)，提高了電池中的一種屬性(如能量密度)，就可能會(huì)破壞另一種運(yùn)行特性(如循環(huán)壽命)。但是24M研發(fā)的雙電解質(zhì)可能可以改變此類情況，該架構(gòu)可讓不同的電解質(zhì)分別置于電池陰陽(yáng)極兩側(cè)，如此一來(lái)，電池設(shè)計(jì)師就不必讓一種電解質(zhì)為兩側(cè)服務(wù)，從而使得24M可以獨(dú)立地優(yōu)化兩種電解質(zhì)。
國(guó)外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總
“空氣電池”蓄電量驚人 日企正嘗試推進(jìn)其實(shí)用化
日本在電池技術(shù)方面的研發(fā)向來(lái)投入較大，而且在成熟的概念設(shè)計(jì)都是全球領(lǐng)先的。其中，空氣電池就是日本在推進(jìn)的方向之一?？諝怆姵厥切乱淮夹g(shù)的有力候選之一，可通過(guò)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。由于氧氣可以無(wú)限量供應(yīng)，理論上空氣電池蓄電量可達(dá)鋰電池的5至10倍。因此，日本企業(yè)陸續(xù)研發(fā)大幅提高空氣電池使用壽命的技術(shù)，使用壽命是有“終極蓄電池”之稱的空氣電池的最大課題。據(jù)悉，目前FDK公司開發(fā)的空氣電池有望3年后實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。日本電信電話公司(NTT)試制出使用壽命較長(zhǎng)的鋰空氣電池。
康奈爾大學(xué)固態(tài)電池技術(shù)取得突破
美國(guó)康奈爾大學(xué)(Cornell University)的一項(xiàng)新研究改進(jìn)了固態(tài)電池的設(shè)計(jì)。固態(tài)電池本質(zhì)上比現(xiàn)有的鋰離子電池更安全，能量密度也更高，鋰離子電池依賴易燃液體電解質(zhì)將存儲(chǔ)在分子鍵中的化學(xué)能量快速轉(zhuǎn)移至電能中。康奈爾大學(xué)研究人員將液體電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為電化學(xué)電池內(nèi)部的固體聚合物，利用了液體和固體的特性以克服當(dāng)前影響電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵限制。
國(guó)外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總
鎂電池又有新進(jìn)展
英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院和美國(guó)芝加哥大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鎂鉻氧化物微粒或許是研發(fā)一種新型鎂電池的關(guān)鍵，這種電池將比傳統(tǒng)的鋰離子電池?fù)碛懈鼜?qiáng)的蓄電能力。此項(xiàng)研究發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)雜志《納米尺度》上。據(jù)了解，這項(xiàng)研究公布了制造這種新材料的全新方法，該材料能夠可逆地存儲(chǔ)高度活躍的鎂離子。該研究團(tuán)隊(duì)宣稱，這意味著他們向鎂電池又邁出了重要一步。迄今為止，只有極少數(shù)無(wú)機(jī)材料表現(xiàn)出了可逆的鎂離子吸收和排除能力，這對(duì)于鎂電池來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。
美國(guó)大學(xué)發(fā)現(xiàn)添加氧化物涂層或可解決電池過(guò)熱問題
多年來(lái)，研究人員一直在尋找解決鋰離子電池?zé)崾Э?即電池積累過(guò)多熱量)的方法。如今，美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人員發(fā)現(xiàn)，問題不是出在電池材料內(nèi)部，而是出在電池材料表面。該研究小組認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改變制造商生產(chǎn)電池的方式。Cho博士建議，可以在電池表面添加一層經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的氧化物涂層。解決電池過(guò)熱難題，可將電池容量提高20%至30%，改造后的電池可以經(jīng)受住更長(zhǎng)的充電時(shí)間。
基于上述新發(fā)現(xiàn)，該研究小組表示，已經(jīng)有業(yè)界人士有興趣與達(dá)拉斯分校合作，研發(fā)用于電動(dòng)汽車電池的下一代陰極材料。此外，該研究小組還與美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室(U．S．Naval Research Laboratory)實(shí)驗(yàn)室合作，進(jìn)行一項(xiàng)后續(xù)研究，以提高電池陰極材料的容量和安全性。
研究人員研發(fā)增強(qiáng)型SEI可提高鋰金屬電池能量密度/性能/安全性
美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State)研究人員表示，利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI)，可充電鋰金屬電池可實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，更佳性能以及更好的安全性。研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合，以無(wú)源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會(huì)與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng)，而納米片在復(fù)合材料中起到機(jī)械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹突。通過(guò)化學(xué)和工程設(shè)計(jì)以及合作，該技術(shù)能夠在原子水平上控制鋰表面。此外，該反應(yīng)性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本，進(jìn)一步促進(jìn)鋰金屬電池未來(lái)發(fā)展。
日本東北大學(xué)和高能加速器研究組織的科學(xué)家，開發(fā)出一種新的復(fù)合氫化物鋰超離子導(dǎo)體。研究人員表示，通過(guò)設(shè)計(jì)氫簇(復(fù)合陰離子)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的這一新材料，對(duì)鋰金屬顯示出了極高的穩(wěn)定性，使鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽(yáng)極材料，催生出迄今能量密度最高的全固態(tài)電池。
“雙電解質(zhì)”架構(gòu)顯著提升鋰離子電池性能
電池材料初創(chuàng)公司24M宣布，已研發(fā)出一個(gè)“雙電解質(zhì)”架構(gòu)，能夠顯著提升電動(dòng)汽車的電池性能。改進(jìn)鋰離子電池引發(fā)了類似于“打地鼠”(whack－a－mole)的效應(yīng)，提高了電池中的一種屬性(如能量密度)，就可能會(huì)破壞另一種運(yùn)行特性(如循環(huán)壽命)。但是24M研發(fā)的雙電解質(zhì)可能可以改變此類情況，該架構(gòu)可讓不同的電解質(zhì)分別置于電池陰陽(yáng)極兩側(cè)，如此一來(lái)，電池設(shè)計(jì)師就不必讓一種電解質(zhì)為兩側(cè)服務(wù)，從而使得24M可以獨(dú)立地優(yōu)化兩種電解質(zhì)。
國(guó)外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總
“空氣電池”蓄電量驚人 日企正嘗試推進(jìn)其實(shí)用化
日本在電池技術(shù)方面的研發(fā)向來(lái)投入較大，而且在成熟的概念設(shè)計(jì)都是全球領(lǐng)先的。其中，空氣電池就是日本在推進(jìn)的方向之一?？諝怆姵厥切乱淮夹g(shù)的有力候選之一，可通過(guò)與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。由于氧氣可以無(wú)限量供應(yīng)，理論上空氣電池蓄電量可達(dá)鋰電池的5至10倍。因此，日本企業(yè)陸續(xù)研發(fā)大幅提高空氣電池使用壽命的技術(shù)，使用壽命是有“終極蓄電池”之稱的空氣電池的最大課題。據(jù)悉，目前FDK公司開發(fā)的空氣電池有望3年后實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。日本電信電話公司(NTT)試制出使用壽命較長(zhǎng)的鋰空氣電池。
康奈爾大學(xué)固態(tài)電池技術(shù)取得突破
美國(guó)康奈爾大學(xué)(Cornell University)的一項(xiàng)新研究改進(jìn)了固態(tài)電池的設(shè)計(jì)。固態(tài)電池本質(zhì)上比現(xiàn)有的鋰離子電池更安全，能量密度也更高，鋰離子電池依賴易燃液體電解質(zhì)將存儲(chǔ)在分子鍵中的化學(xué)能量快速轉(zhuǎn)移至電能中。康奈爾大學(xué)研究人員將液體電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為電化學(xué)電池內(nèi)部的固體聚合物，利用了液體和固體的特性以克服當(dāng)前影響電池設(shè)計(jì)的關(guān)鍵限制。
國(guó)外先進(jìn)電池領(lǐng)域研究最新進(jìn)展匯總
鎂電池又有新進(jìn)展
英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院和美國(guó)芝加哥大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，鎂鉻氧化物微粒或許是研發(fā)一種新型鎂電池的關(guān)鍵，這種電池將比傳統(tǒng)的鋰離子電池?fù)碛懈鼜?qiáng)的蓄電能力。此項(xiàng)研究發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)雜志《納米尺度》上。據(jù)了解，這項(xiàng)研究公布了制造這種新材料的全新方法，該材料能夠可逆地存儲(chǔ)高度活躍的鎂離子。該研究團(tuán)隊(duì)宣稱，這意味著他們向鎂電池又邁出了重要一步。迄今為止，只有極少數(shù)無(wú)機(jī)材料表現(xiàn)出了可逆的鎂離子吸收和排除能力，這對(duì)于鎂電池來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。
美國(guó)大學(xué)發(fā)現(xiàn)添加氧化物涂層或可解決電池過(guò)熱問題
多年來(lái)，研究人員一直在尋找解決鋰離子電池?zé)崾Э?即電池積累過(guò)多熱量)的方法。如今，美國(guó)德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人員發(fā)現(xiàn)，問題不是出在電池材料內(nèi)部，而是出在電池材料表面。該研究小組認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)可能會(huì)改變制造商生產(chǎn)電池的方式。Cho博士建議，可以在電池表面添加一層經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的氧化物涂層。解決電池過(guò)熱難題，可將電池容量提高20%至30%，改造后的電池可以經(jīng)受住更長(zhǎng)的充電時(shí)間。
基于上述新發(fā)現(xiàn)，該研究小組表示，已經(jīng)有業(yè)界人士有興趣與達(dá)拉斯分校合作，研發(fā)用于電動(dòng)汽車電池的下一代陰極材料。此外，該研究小組還與美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室(U．S．Naval Research Laboratory)實(shí)驗(yàn)室合作，進(jìn)行一項(xiàng)后續(xù)研究，以提高電池陰極材料的容量和安全性。
研究人員研發(fā)增強(qiáng)型SEI可提高鋰金屬電池能量密度/性能/安全性
美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)(Penn State)研究人員表示，利用一種新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)界面膜(SEI)，可充電鋰金屬電池可實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，更佳性能以及更好的安全性。研究人員研發(fā)的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合，以無(wú)源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會(huì)與電解質(zhì)中的分子發(fā)生反應(yīng)，而納米片在復(fù)合材料中起到機(jī)械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹突。通過(guò)化學(xué)和工程設(shè)計(jì)以及合作，該技術(shù)能夠在原子水平上控制鋰表面。此外，該反應(yīng)性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本，進(jìn)一步促進(jìn)鋰金屬電池未來(lái)發(fā)展。