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太阳亚洲娱乐城:固态电池将商用,其他动力电池新技术进展如何?

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此外,还有保护膜的问题,因为在氧气中,金属锂负极的腐蚀更加严重。因此,他们构建多层阻氧多功能 SEI 膜,也产生了一定的效果,可以大幅度延长锂空气电池的寿命。

虽然,董全峰的一系列研究提升了锂空气电池的各方面性能,但是其性能距离实际应用仍然有很大距离。他认为,锂空气电池涉及到固体、液体、界面反应不同的新体系,增加了反应的困难,使体系更复杂。

虽然困难重重,但他对于产业化前景仍然很有信心"我们可以充分借鉴燃料电池(的发展进程)。这个突破点一旦找到,会比燃料电池更快使用。"

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锂硫电池循环寿命是短板

锂硫电池的情况与锂空气电池差不多。

锂硫电池在理论上具有2600Wh/kg 的质量比能量和2800Wh/L 的体积比能量,且材料成本低廉、环境友好,可以满足很多新兴技术的要求,受到学术界和产业界的广泛关注。

锂硫电池仅需约30% 的理论比能量,就可以实现750Wh/kg 的实际比能量。而对于锂电池来说,即使负极使用金属锂,在电芯制备工艺达到极限的情况下,其实际比能量也仅能达到600Wh/kg。

高比能量带来的另一个优势就是成本低。

这个很好理解,要达到相同比能量,锂硫电池材料少很多,成本自然就低很多。

从世界范围来看,限制锂硫电池发展的关键科学问题也尚未彻底解决。

锂硫电池虽然比能量和成本表现突出,但是电动汽车需要的安全性、功率密度、快充性能、搁置寿命和循环稳定性等都不能满足。

正极材料主要影响锂硫电池的比能量、比功率和能量转换效率;负极材料决定了锂硫电池的安全性能;电解质几乎与锂硫电池所有性能都有密切关系;基本上所有关键材料都影响锂硫电池的使用寿命。

锂硫电池的发展严重受限于较差的循环寿命,主要有以下四个原因造成,一是,正极产生的多硫化锂溶解并迁移至负极发生不可逆化学反应,活性物质损失;二是,正极硫化锂的不均匀沉积,导致电化学可逆性变差;三是,电解液在金属锂表面发生分解,导致电池逐渐干涸;四是,金属锂枝晶刺破隔膜引起短路

针对循环寿命,中国科学技术大学教授陈春华采用蚁巢状的碳纳米纤维电极来解决,这种结构能够有效提升电池的循环寿命,而且能够使硫负载量达到8.6-11.5mg/cm2。要改善锂硫电池的循环寿命,只在电极上形态做文章是不够的,还要在电解液等方面进行改良。

电池领域的人常说的一句话是 " 按下葫芦起了瓢 ",解决一方面短板时,往往带来其他方面的问题,要想综合性能平衡,还需要更多的探索。

中汽中心动力电池领域首席专家王芳也表达了类似观点,一个新材料的出现到它完全走向产业化,从实验室的研发到小试到大规模的生产,可能需要一个完整的雷达图的评价体系。可能会包含性能、寿命、安全和可靠性,都要满足成熟商品的要求。最终,要评估某一个材料,比如固态电池或者锂硫电池,能不能作为一个产品进入市场,要看雷达评价,要达到平衡。

通过了解这些技术可以发现,固态电池是各方面性能最接近平衡的下一代电池,蔚来的150kwh 固态电池电池包,是很近的未来。(完)

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