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主题:几篇有关电池技术发展的最新报道 -- 积吉

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家园 几篇有关电池技术发展的最新报道

现在在二次电池领域,锂离子电池有一统天下的趋势,但它有一个致命的缺点:比容量低,不能满足电子产品和电动车日益发展的需求。比如3G手机现在很是受限有电池容量,再比如电动车不得不背着一个半吨多重的电池包运行。

解决的办法必须是采用非锂离子类的其他大容量电池,比如燃料电池还要金属电池,这两者的比容量可以超过锂离子电池的3到10倍。

燃料电池好是好,但其催化剂铂金(Pt)昂贵而稀有,而且在使用过程中要分解,搞的其实用化遥遥无期。金属电池如锌空气和锂空气电池,虽然研究的时间很长了,但都在一次电池里面打转。

现在有几项新技术可能促进电池的发展。

1.发现新型的铁基燃料电池催化剂

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而今,位于加拿大魁北克(Quebec)省的INRS(Institut National de la Recherche Scientifique )研究者们戏剧性地发现了增加铁基催化剂转换性能的方法。利用他们的发现,现在铁基催化剂催化每立方厘米电池可以产生99安培的电流,电压0.8伏。这是目前最好的非贵金属催化剂的35倍,比较接近加拿大能源部对燃料电池每立方厘米130安培的要求。这也与典型的铂基催化剂技术匹配,INRS该项目负责人 Jean-Pol Dodelet教授说。

积评:这铁比铂可便宜多了。

2.可充电锌空气电池

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挪威科研机构SINTEF通过改进锌电极以及内部湿度控制,实现了锌空气电池的充电技术。目前的可充电锌空气电池在实验中已经实现了超过100次充放电循环,预计寿命可达到200次。相比锂电池,锌空气充电电池的储存电量是它的三倍,成本是锂电池的一半,并且完全没有过热爆炸的安全隐患。

SINTEF在瑞士成立的ReVolt公司专门负责锌空气充电电池的产品开发和市场推广。该公司表示,用于助听器的微型锌空气充电电池明年就会开始销售,可用于手机等其他移动设备的锌空气充电电池随后也会推出。到上市时,其充放电寿命应可达到300到500次。

另外,通过借鉴燃料电池结构,ReVolt表示锌空气充电电池未来还将应用在电动汽车当中,充放电寿命超过10000次,不过这项技术目前距离实用还有很远的距离。

积评:不说10000次循环,就是1000次循环,如果充电一次可跑500公里,那就是50万公里的寿命啊!那些电动车制造商都有笑歪嘴。

3.大幅提升锂空气电池充放电效率的新催化剂

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该催化剂由Au-Pt合金纳米粒子组成。测试发现,电池的放电效率达到了77%,高出之前70%的记录。这项成果发表在《美国化学会志》杂志上[1],这种新型催化剂有可能实现商用锂空气电池要求的85%-90%的放电效率。

积评:又用到铂,还要用到金,加上什么纳米技术,这个技术在学术上更有意义。

关键词(Tags): #燃料电池(当生)#金属电池(当生)#充电电池(当生)

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家园 燃料电池近些年又有回到碱性电解质的趋势

碱性燃料电池最古老,从第一个专利算起有100多年;最成熟,从阿波罗到航天飞机用了多少年了;最便宜而且效率高,工作温度低,过电位低,最关键的是可以使用便宜的非贵金属催化剂。但一个最大的问题把上边的优点都抵消了,空气中的二氧化碳和碱反应,生成的碳酸钾溶解度又低,这也是为啥航天喜欢用这种电池,因为对航天来说纯氧从来不是个问题。

目前的思路是也象质子交换膜燃料电池那样弄氢氧根离子交换膜,这样和二氧化碳反应的几率大大降低,不过在强碱性条件下膜的稳定性是个大问题

家园 希望中国能在这方面下功夫,出成果

现在资金充足,工业基础不错,理工科技术人员多,本身市场也很大;该是各方面突破的时候了。

不能总靠劳动密集型赚辛苦钱,也要技术上赚领先一步的钱

家园 可惜,太难

资金充足, 不在科研上。工业基础不错,进口技术山寨的好。自己动脑筋的,没人给你投钱,除了国家基金。 那个钱去那里呢。

家园 嗯,中国的强项在降低成本,技术方向明确之前

少有资金会投入。二次电池方面主要是民营企业在努力,要他们大量投入可能错误的技术是不现实的。

家园 武大的碱性电解质燃料电池的研究比较强

好像还是世界领先的,但离实用化还很远。

家园 商用锂空气电池要求的85%-90%的放电效率

是不是锂电池的电只有85%能出来,其余的全损耗掉了?如果考虑充电的85-90%,电机以及转换的90%,损失掉太多了吧?

家园 对,有10%到15%的电能以发热的形式损耗掉

这里面机理很复杂,但可以用内阻的消耗来解释。

家园 锂电池还有个锂蕴含量的问题么

据说锂的蕴含量是有限的,所以长线来说,用锂电做汽车电池,最后的成本会不能承受。(价格上涨)

方向是什么呢,用银电池?

家园 不要被纳米技术的名头吓住

催化剂颗粒一直都是纳米级颗粒,只是在纳米科技火起来之前很少这样叫罢了。不过,金和铂自然没有铁便宜。

家园 电动汽车充电不能这么算

首先很怀疑一次充电是否能跑500公里,那么大的行程需要的电池包也大,估计200公里比较现实一点,车重也可以降低。其次一次充电可以跑200公里(或者500公里),使用者不会等到电放完了再充电。为了放心,用到一半或者2/3的时候就会去充电。另外,电池本身有老化,所以实际总里程要减半。

家园 南非有一家做电动车的

和那里的人聊过,说300公里行程比较合适,再长的话,经济性,能耗就不划算了。300公里行程,不跑长途的话,应该也够了。

南非这家的车做得还是不错的,据说国内某家企业要掏钱给他们建生产线,目标市场是欧洲。挺有趣。目前的计划是2013年投产。

个人理解只要车是天天开的,充电基本上每天都要充的,至少两三天一充电。毕竟300公里行程的话总有令人不放心的感觉,所以我估计停在车库里面就要充电了。500公里行程的话,可能不需要天天充电。

家园 这个500公里的里程是根据传统汽车一箱油的平均

行驶里程来的。至于为什么是500公里,我没有研究过。

一般纯电动车只有比亚迪的E6和TESLA的电动跑车有300公里的理论行驶距离,两者的电池包都是600kg左右,也就是100公里需耗电20度左右。换算下来500公里就需要1吨重的电池包,这没人愿意这么办的。

因为锌空气电池的单位储电量是一般锂离子电池的至少3倍(锌空气是1350w/g,磷酸铁锂是170w/g),所以可以跑500公里的电池包也就300公斤.这里我指的锌空气电池是二次电池而不是一次电池。

家园 到不是被它们吓倒,只是认为文章挂上个纳米技术

就特别容易发,有忽悠的感觉。

家园 纳米热现在已经有所消退
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