目前,下一代長續(xù)航車輛和電動飛機開始進入市場,人們正在加緊尋找更安全、成本更低、更強大、性能優(yōu)于鋰離子
電池的
電池系統(tǒng)。據(jù)外媒報道,佐治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的研究人員使用鋁箔制造能量密度更高、穩(wěn)定性更高的電池。這種新電池系統(tǒng)可以延長電動汽車的單次充電續(xù)航,而且制造成本更低,同時具有環(huán)保性。
(圖片來源:佐治亞理工學院)
此項研究由該校喬治·W·伍德拉夫機械工程學院(George W. Woodruff School of Mechanical Engineering)和材料科學與工程學院(School of Materials Science and Engineering)副教授Matthew McDowell負責。
用鋁制造電池的想法并不新鮮。研究人員在20世紀70年代探索鋁電池的潛力,但效果并不好。當用于傳統(tǒng)的鋰離子電池,由于鋰離子在材料中出入時膨脹和收縮,鋁在數(shù)個充放電循環(huán)內(nèi)就會斷裂和失效。因此,開發(fā)人員得出結論,鋁不是一種可行的電池材料。
現(xiàn)在,固態(tài)電池進入人們的視野。與采用易燃材料的鋰離子電池不同,固態(tài)電池采用不易燃的固體材料,有望提高安全性。如本研究所示,固態(tài)電池還可以集成新型高性能活性材料。該項目始于佐治亞理工學院(Georgia Tech)團隊與全球領先鋁制造和回收商諾貝麗斯(Novelis)之間的合作,是佐治亞理工學院諾貝麗斯創(chuàng)新中心(Novelis Innovation Hub at Georgia Tech)的一部分。
該研究團隊發(fā)現(xiàn),將鋁用作電池負極材料,具有能源、成本和制造方面的優(yōu)勢。但是,在電池測試過程中,純鋁箔很快就會失效。該團隊采取不同的方法,沒有在鋁箔中使用純鋁,而是添加了少量其他材料,以制造具有特定“微觀結構”或不同材料排列的鋁箔。研究人員測試了100多種不同的材料,以了解它們在電池中的表現(xiàn)。McDowell實驗室的博士生Yuhgene Liu表示:“為了開發(fā)鋁電池負極,需要結合一種材料來解決基本問題。與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比,在固態(tài)電池中新型鋁箔負極表現(xiàn)出明顯更高的性能和穩(wěn)定性。”
該團隊觀察到,鋁負極比傳統(tǒng)負極材料儲存的鋰更多,因此可以儲存更多的能量。最終,研究人員創(chuàng)造出了高能量密度電池,其性能有望超過鋰離子電池。McDowell表示:“鋁負極可以提高性能,而且極具成本效益。最重要的是,當直接使用箔片作為電池組件,實際上可以省去通常生產(chǎn)電池材料所需的許多制造步驟。”
這為開發(fā)更強大的電池技術奠定了基礎。Liu表示:“此次鋁箔負極研究初步取得成功,為發(fā)現(xiàn)其他潛在的電池材料提供了新的方向。這有望為構想更節(jié)能、更具成本效益的電池結構開辟道路。”
目前,該團隊致力于擴大電池尺寸,以了解尺寸如何影響鋁的行為。另外,該團隊也在積極探索其他材料和微結構,其目標是為電池系統(tǒng)創(chuàng)造超低成本箔。
(責任編輯:子蕊)
免責聲明:本文僅代表作者個人觀點,與中國電池聯(lián)盟無關。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實,對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾,請讀者僅作參考,并請自行核實相關內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源:XXX(非中國電池聯(lián)盟)”的作品,均轉(zhuǎn)載自其它媒體,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的,請在一周內(nèi)進行,以便我們及時處理。
QQ:503204601
郵箱:[email protected]