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充电一次使用5天!澳洲研发出锂硫电池,号称续航能力达1000公里!
充电一次使用5天!澳洲研发出锂硫电池,号称续航能力达1000公里!
  • 发布时间:2020-02-11 17:39

充电一次使用5天!澳洲研发出锂硫电池,号称续航能力达1000公里!

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世界最高效电池诞生了。
 
未来或许再也不用随身携带充电宝了。
 
日前澳大利亚研究人员称,他们已经开发出了一种新的锂硫电池,可以让智能手机使用5天、电动汽车行驶1000公里。
 
世界上最高效电池
 
目前市面上的商用电池,包括手机、手表、笔记本电脑、电动汽车等产品使用的电池都是锂离子电池,而本次墨尔本莫纳什大学团队研发出来的这一“超级电池”,是锂硫电池。锂硫电池具有更高的能量密度和更长效的动力,不过该电池的缺点在于寿命较短。尽管此前已有某些飞机和汽车尝试大规模生产、应用该电池,从而淘汰锂离子电池,但最终并没有实现。
 
法拉第研究所的电池专家称,锂硫电池要想广泛使用的最大难题就是硫的“绝缘性质”和金属锂阳极的降解。墨尔本莫纳什大学团队重新配置了硫阴极的设计,让它们能够承受更高的应力负荷,同时不会使得整体的性能下降。
 
据了解,该技术灵感来自于独特的桥接结构,这种结构最早记录在20世纪70年代的洗衣粉加工过程中。墨尔本莫纳什大学团队设计了一种方法,在颗粒之间建立化学键,以适应压力,并提供了一种迄今为止在任何电池中都没有见过的稳定性。
 
目前,墨尔本莫纳什大学团队已经将这项研究论文发表在了《科学进展》杂志上,并且该研究团队的工作得到了澳大利亚政府的资助,还为他们研发的锂硫电池申请了专利。据悉,该电池将在今年晚些时候进行进一步测试。
 
墨尔本莫纳什大学研究团队称,他们研发的锂硫电池是世界上最高效的电池,比传统电池的性能高出了四倍。参与这项研究的副教授Matthew Hill表示,该电池的性能极具吸引力,并且如果以较低的制造成本、充足的材料供应和对环境污染影响较低的方式生产该电池,那么这种电池将在整个商业化市场中具有极大的价值。
 
目前,与该团队合作的德国研发合作伙伴弗劳恩霍夫材料和光束技术研究所已经成功地制造了原型电池,与此同时,中国和欧洲一些锂电池制造商也对该电池大规模生产制造非常感兴趣。该团队中的研究人员表示,他们现在正处于创新商业化的“边缘”。
 
不过需要提醒的是,该电池要想真正实现商业化,仍然需要解决一些技术层面的问题,所以想要尽快见到这种电池的朋友们,需要耐心再等一等了。
 
为研发高性能电池操碎了心的华为、特斯拉、三星
 
其实研发高性能电池一直以来就是各大高校、企业在做的事情,他们研究的方向主要分为几类:一类是华为、三星在持续研发的石墨烯电池;一种是特斯拉与达恩达尔豪西大学的杰夫·达恩研究团队合作研发的镍钴锰电池。
 
其中华为在2016年就展示过自己研发的石墨烯电池,并且还与英国曼彻斯特大学合作研究石墨烯的应用,即将石墨烯领域的突破性成果应用于消费电子产品和移动通信设备。华为Mate 20上就采用了石墨烯的材料,不过是在散热单元,而不是电池层面。
 
2017年11月27日,三星宣布研发出了基于石墨烯材料的新电池技术,能够将充电速度提升5倍,电池容量增加45%,但该石墨烯电池至今并未在三星任何设备上应用。
 
石墨烯电池一直是电池领域的“大热门”,其能够极大地提升电池安全性、也能让电池散热性更好、电池体积变小,还可以提电池的能量密度。但一直以来石墨烯电池无法商用的主要原因是,它在技术上的局限和居高不下的成本。技术层面,目前很少有企业或者研究机构能批量生产石墨,多数企业只能小量生产石墨烯使用的生产技术是氧化还原法,而使用这一方法生产出的石墨烯溶液存在很多技术上需要突破的问题。
 
成本方面,石墨烯被称为“黑金”,高纯石墨烯每克售价在1000元以上,高导电石墨烯每克的售价在600元左右。因此石墨烯电池距离商业化应用,还有非常远的道路要走。
 
特斯拉与达尔豪西大学的杰夫·达恩研究团队合作研发的镍钴锰电池,或许距离商业化应用更近。2016年双方展开合作,特斯拉后来还在达恩建立的集团总部附近投资了一个新的研究实验室,2019年9月,该实验室发表的一篇论文中称,他们研发了一种镍钴锰电池,该电池使用寿命可超过160万公里,储能装置中可以用20年,这就是马斯克曾说的可以跑百万英里的电池。
 
2019年5月特斯拉以2.18亿美元收购了电池技术公司Maxwell,该公司具有干电极技术,能够将电芯的能力密度提升到300WH/kg以上,甚至有可能提升到500Wh/kg,与当前特斯拉的电芯相比在能量密度层面翻了一倍,具备超低损耗率。
 
今年10月份外媒又称特斯拉可能收购了电池制造公司Hibar,该公在国际上以精密计量泵、注液系统以及电池制造系统出名,一直是电池行业中一次电池和二次电池生产的首选供应商。
 
2019年4月马斯克称,这种新电池组将在今年投产面世,届时我们关于该电池的种种疑问也将一一揭晓。
 
总而言之,高性能电池的研发取得新突破,甚至在商业领域的应用尝试都值得我们期待,并且只要有一种高性能电池的出现,都将对整个消费电子产业产生巨大的影响,但愿我们早日摆脱电量焦虑。
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