剑桥教授告诉你,电池里程焦虑症有救了

· Nov 03, 2015

电动车的续航里程问题是汽车厂商和供应商都渴望解决的问题。总担心车因为电量不够而抛锚在路上,身边开电动车(和骑电瓶车)的同事们都或多或少的有点电池焦虑症了。

最近剑桥大学的 Clare Grey 教授在介绍她的实验项目时,公布了一组锂离子-空气电池(以下简称锂空气电池)的数据,让我们一下子看到了电动车高续航里程的希望。 目前锂空气电池在实验室环境下能量密度可以达到 12kWh/kg,已经非常接近汽油的 13kWh/kg 了。

现在使用的锂离子电池与锂空气电池在能量密度上的差别非常大,产生这种现象是因为电池的容量大小,是由电极材料上开孔的多少决定的,孔的总体积越大能插入的锂离子就越多,电池的容量就越大。(如果把电池比喻成钱包的话,电极上的孔就好比钱包的大小,个越大装的钱越多,钱就是电解液中的锂离子。)但目前使用的锂离子电池,电极上容纳锂离子的孔开的很少,非常影响电池的蓄电能力。(锂电池的工作过程就是电极材料得到与失去电子的过程。充电时,正极上产生的锂离子会在电场的作用下离开正极,运动到电池的负极附近然后插入到负极材料的孔中,嵌入的锂离子越多充电容量就越高。)

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而锂空气电池是将石墨烯材料制成只有单原子厚的多孔薄板作为电极材料,另一端使用过氧化锂(Li2O2)材料制成电极,用碘化锂溶液作为电解液。使用新电极材料的锂空气电池可以突破普通锂离子电池的瓶颈,增大电池的能量密度。Grey 教授的团队目前正在研究如何使用氢氧化锂(LiOH)代替过氧化锂(Li2O2),因为使用过氧化锂材料的电池必须保持干燥的使用环境。

这项技术距离使用在量产车上还有一段距离。Grey 博士在采访中说:「现在电池的充电速度还比较慢,所以下一步我们要提升电解液中氧的溶解度和电极的结构来提高充电速度。」锂空气电池的应用前景非常广阔,除了能用在电动车上之外还可以使用在一些小的电子设备上比如助听器。

现在的车厂在不断更新电动车的电池技术。有业内人士猜测,大众可能转向研究新的固态锂离子电池技术(续航里可达 700km)。新的电池技术在实验室中已经取得了很好的数据表现,但都还是在实验室中以研发为目的科研项目,在具体实现到量产车上时,除了技术以外主要还要看成本是否能控制在合理的范围内,如果成本下不来的话这些新技术就只能停留在实验室中了。


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