电动汽车研究人员如何追求物质收益

时间:2022-04-18 11:22:13来源:
导读也许这并不奇怪,但全球范围内电动汽车的繁荣正在引发电池开发的激烈活动。改进现有锂离子技术的工作正在进行中(例如取消液体电解质的固态...

也许这并不奇怪,但全球范围内电动汽车的繁荣正在引发电池开发的激烈活动。

改进现有锂离子技术的工作正在进行中(例如取消液体电解质的固态电池),但也正在努力完善更多样化成分的使用。大多数仍处于研究阶段,尽管过去开发更好电池的尝试确实没有任何实际意义,但现在有更多的激励和资金支持来尝试使改变游戏规则的想法发挥作用。

其中之一是锂空气电池,一种介于传统电池和氢燃料电池之间的中间体。真正开始研究锂空气电池的是彼得布鲁斯教授,他是一位化学家,他成功地制作了一个锂空气电池的原型,这是圣安德鲁斯大学 2007 年至 2011 年为期四年的项目的一部分。锂空气电池使用空气中的氧气作为充电和再充电过程中化学反应的一部分,无需在电池中携带化学物质。

成功将意味着比我们今天拥有的更大容量,但克服效率低下和循环寿命差(电池在开始退化之前可能需要的充电和放电次数)已被证明难以克服超过两位数。尽管如此,世界各地的科学家仍在研究此案,今年早些时候,国家材料科学研究所 (NIMS) 的研究人员声称已经开发出一种能量密度为每公斤 500 瓦时的锂空气电池,大约是最好的锂离子电池。但是,没有提到它可以实现的充电和放电循环次数。

伊利诺伊理工学院的科学家去年表示,他们已经成功克服了这个问题,在原型电池中实现了 1200 次充电和放电循环。循环寿命缩短是由于空气中的其他元素,如碳、氮和水,也会与锂发生反应并产生污染层,阻止氧气到达正极并耗尽锂。该团队开发了一种电解质,可以阻止这种情况发生并吸收任何杂质。

其他技术也在加快步伐。电池初创公司 Theion 的首席执行官 Ulrich Ehmes 在电池工业化生产方面经验丰富,该公司开发了一种锂硫正极(阴极),据称该正极可以使传统锂离子电池的续航里程增加三倍。硫是一种丰富的元素,在这种情况下取​​代了镍和钴。由于开采钴产生的废物会对环境产生影响,更不用说相关的人力成本,因此在电池中使用钴是有争议的。

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