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這種鋰空氣電池可望使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程超過一千公里
日期:2023-04-12   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:sy_miaowanying 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和伊利諾伊理工學(xué)院的研究人員發(fā)明了一種固態(tài)電池,可用于極大地?cái)U(kuò)大電動(dòng)汽車的續(xù)航里程,并有望在短途飛機(jī)和重型卡車上使用電池。但目前它只是一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的電池,大約有一角硬幣大小。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Science》雜志上。

在固態(tài)電池中,電解液是固態(tài)的,通常是陶瓷材料。由于各種設(shè)計(jì)原因,整體電池每單位質(zhì)量可以比目前的鋰離子電池儲(chǔ)存更多的電量。

汽車制造商和電池制造商正在努力開發(fā)固態(tài)電池。由于更高的能量密度,他們看到了更長(zhǎng)的續(xù)航里程的潛力,而且電池比目前的鋰離子系統(tǒng)更安全,因?yàn)樗鼈儾荒敲匆兹肌?br />
阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和伊利諾伊理工學(xué)院的設(shè)計(jì)是鋰空氣電池的一種版本,這種電池已經(jīng)存在了大約10年,但尚未在商業(yè)上取得突破。

在這種特殊的電池中,陽(yáng)極是由固態(tài)鋰制成的。“空氣”部分來自外部空氣,通過陰極上的小孔流入??諝庵械难鯕馀c穿過固體電解質(zhì)的鋰離子發(fā)生反應(yīng)。電解液由陶瓷和聚合物材料組合而成,這種固體仍然允許離子通過。

要了解這種電池的不同之處,就需要了解在以前的鋰-空氣電池中,每個(gè)氧分子都會(huì)與一到兩個(gè)電子反應(yīng)。

在這種新型電池中,每個(gè)氧分子最多與四個(gè)電子反應(yīng)。

那么為什么這個(gè)電池中的氧分子會(huì)和更多的電子反應(yīng)呢?這很復(fù)雜,研究人員仍在回答這個(gè)問題的過程中。但最有可能的答案是,物質(zhì)的結(jié)合導(dǎo)致了一個(gè)環(huán)境,誘使氧進(jìn)行四電子反應(yīng)。

這項(xiàng)技術(shù)在現(xiàn)實(shí)世界中的應(yīng)用是巨大的,電池充一次電就可以為電動(dòng)汽車提供1000英里的動(dòng)力。即使與固態(tài)電池的其他設(shè)計(jì)相比,這也是很多的,而且是目前大多數(shù)電動(dòng)汽車的三到四倍。

研究人員在談到這種電池的特別之處時(shí)說:“關(guān)鍵在于化學(xué)成分和能量密度。”對(duì)研究團(tuán)隊(duì)來說,這項(xiàng)研究最令人興奮的方面之一是開發(fā)用于海上運(yùn)輸和航空的電池的潛力。這些運(yùn)輸方式需要如此多的能量,以至于電池組因?yàn)樾枰薮蟮某叽绾椭亓慷磺袑?shí)際。

當(dāng)著眼于汽車的潛力時(shí),電池可以用于超長(zhǎng)里程的電動(dòng)汽車?;蛘吒玫挠猛臼菐椭圃毂痊F(xiàn)在更小的電池組,但仍然有足夠的續(xù)航里程的電動(dòng)汽車。這將減少汽車的重量和成本。

但這只是早期研究,如果能上市的話,可能還需要10年左右的時(shí)間。最初的挑戰(zhàn)之一是將實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的電池轉(zhuǎn)化為大約100倍大的原型。

原標(biāo)題:這種鋰空氣電池可望使電動(dòng)汽車的續(xù)航里程超過一千公里
 
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