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美國(guó)利用離子液體取代傳統(tǒng)有機(jī)電解液 研發(fā)更安全/更持久儲(chǔ)能設(shè)備

時(shí)間:2020-09-08 08:58來(lái)源:蓋世汽車 作者:余秋云
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       據(jù)外媒報(bào)道,美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Oak Ridge National Laboratory)的科學(xué)家們正在尋找安全、穩(wěn)定且高效的先進(jìn)材料,以延長(zhǎng)電池的使用壽命,而且已經(jīng)確定,此類材料本身就是問(wèn)題解決方案的一部分。
 
    事實(shí)上,隨著對(duì)電池材料界面研究以及對(duì)電池工作過(guò)程了解的增加,很多研究人員開(kāi)始尋找新電池,以更快地滿足人們對(duì)更持久便攜式電子產(chǎn)品、電動(dòng)汽車和電網(wǎng)固定儲(chǔ)能設(shè)備的需求。
 
       電子產(chǎn)品市場(chǎng)中主要的電源就是鋰離子電池和超級(jí)電容器,此類電源主要用于需要電化學(xué)儲(chǔ)能設(shè)備(EES)的多種消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用中,可以在各種環(huán)境中安全高效地運(yùn)行,特別是在高溫或低溫下。
 
       電解液是EES設(shè)備的重要組成部分,是正負(fù)極之間傳輸離子的傳導(dǎo)橋梁,可以決定該設(shè)備的性能,即電池的充電速度有多快、放電時(shí)可以釋放多少能量。電解液發(fā)生的意外變化也會(huì)讓電池在效率降低之前,影響其充放電循環(huán)次數(shù)。
 
       現(xiàn)在,橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究人員認(rèn)為離子液體是一種很有發(fā)展前景的安全替代品,可以取代傳統(tǒng)的電解液。因?yàn)殡x子液體是一種穩(wěn)定、不易燃、不易蒸發(fā)的液體,運(yùn)行電壓高達(dá)6V,為電池具有更高的能量密度提供了可能性。(標(biāo)準(zhǔn)的家用電池的電壓約為1.5V,鋰離子電池電壓為3至3.5V)。
 
       但是,研究人員無(wú)法清楚了解離子液體與新研發(fā)的材料之間的互動(dòng)情況。改進(jìn)電極之后電池的充電速度更快,但是此類電池還是采用了傳統(tǒng)的電解液。離子液體會(huì)讓電池充電速度變慢,在電池界面研究先進(jìn)電極和離子液體才能改善電池或電容器的性能,同時(shí)利用到離子液體的優(yōu)點(diǎn)。于是,ORNL、德雷塞爾大學(xué)(Drexel)、波士頓大學(xué)(Boston University)和加州大學(xué)河濱分校(University of California, Riverside)的科學(xué)家們提出了一種整體法,以成功實(shí)現(xiàn)整個(gè)儲(chǔ)能設(shè)備。
 
       為了讓數(shù)千種離子液體與眾多新型先進(jìn)電池材料相匹配,需要利用計(jì)算能力、機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)來(lái)處理大量數(shù)據(jù),以及得出可能的組合和結(jié)果。因此,ORNL采用了計(jì)算建模法,以基本了解先進(jìn)能源系統(tǒng)和儲(chǔ)能設(shè)備(包括電池、超級(jí)電容器和光電電池)中的流體-固體界面,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)概念驗(yàn)證和構(gòu)建計(jì)算模型。
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
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