国际能源网-储能日报,纵览一日储能大事【4月8日】
密歇根大学的研究人员开发了一种新的电池可充电技术,与当今最广泛使用的电池相比,其功率输出可以翻倍,而不会着火或占用额外的空间。这项新技术可以大大扩展电动汽车的范围或手机充电之间的时间间隔。
锂离子电池是当前电池技术的标准,在1990年代初成为标准,当时人们发现这种技术比1980年代测试的可充电锂金属电池更稳定。那些早期的锂金属电池使用液态电解质,并且在电池环境中,在电极之间移动的锂形成“金属晶须”,即所谓的树枝状晶,会引起短路并引起电池着火甚至爆炸。
现在,密歇根大学的研究人员说,他们在电池方面的突破(在锂金属电池中使用陶瓷固态电解质)解决了这些电池的短路和耐用性差的问题,这可能会改变游戏规则,并成为发展路线图。什么是下一代可充电电池。
科学家说,目前广泛使用的锂离子电池使用石墨来防止金属晶须的形成,但是石墨的能量密度和容量远低于固态电池中锂金属的能量密度。能源高级研究计划局和能源部。
研究人员说,目前的锂离子电池在电池水平上的总能量密度最大,约为600瓦时/升(Wh / L),而固态电池可以达到1200 Wh / L。
为了解决锂金属的燃烧问题,工程师创建了一层陶瓷层,该层稳定了表面并防止了金属晶须的形成,并防止了可能引起火灾的短路。该层使电池可以利用锂金属的好处-能量密度高和导电率高-不会随着时间的推移着火或退化。
“它不可燃。我们在1800华氏度以上的空气中飞行。UofM机械工程副教授杰夫·萨卡本(Jeff Sakamoto)说,“没有液体,通常就是您所看到的电池起火的燃料。”
“您摆脱了这种燃料,就摆脱了燃烧。”
研究人员说,新的锂金属电池技术不仅可以防止起火,而且还可以大大提高充电率。
Sakamoto说:“到目前为止,您可以镀覆锂的费率意味着您必须在20至50小时内(为全功率)对金属锂汽车电池充电。”“有了这一突破,我们证明了我们可以在3小时或更短的时间内为电池充电。”
“就充电率而言,现在与锂离子电池相当,但具有更多优势。”
在工程师进行的测试中,陶瓷电解质锂金属电池没有显示出随着时间的推移而退化,这与锂离子电池不同,在锂离子电池中,充电/充电过程不可避免地导致电池最终死亡。
UofM的机械工程博士后研究员Nathan Taylor说,工程师对锂金属电池进行了22天的测试,没有发现任何降解。
泰勒说:“我们没有意识到任何其他大块固态电解质在这一方面表现良好。”
在研究人员验证了材料性能之后,该小组已开始生产满足固态容量目标所需的薄固体电解质层。
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研究人员还没有提到那些不易燃,更快充电,功能更强大的锂金属电池与目前使用的技术相比的成本。
根据伍德·麦肯齐(Wood Mackenzie)的说法,电池仅是当今电动汽车成本的三分之一。然而,成本在这十年中已经下降了80%,并且有望继续下降。电池组价格今年将降至200美元/千瓦时以下,并将继续以每年约10%的速度下降。
“关键门槛是每千瓦时100美元-这是电动汽车将与ICE车辆以商业条款竞争的时候。“我们认为到2027年将达到目标。” WoodMacs运输研究团队领导Prajit Ghosh和Gavin Montgomery说。
根据伍德·麦肯齐(Wood Mackenzie)的说法,“未来是能量密度超过300 Wh / kg的固态电池等下一代电池,可能在2020年代末投放市场”。
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