鉅大LARGE | 點擊量:1204次 | 2019年12月25日
電池未來的發(fā)展方向有哪些?釩離子電池有哪些優(yōu)點?
電池技術的突破極大促進了手機,電動車,特種領域的發(fā)展。但是電池技術在突破鎳氫電池,發(fā)展到鋰離子電池后技術一直沒有多大的突破。
幾年以前提出的石墨烯電池曾給各個行業(yè)帶來極大的興奮,但是石墨烯電池要能夠成功應用在工業(yè)上要突破很多的技術環(huán)節(jié),電池開發(fā)人員和很多科學家都認為這個路程還很遙遠。
特斯拉公司投資50億美元在加州建設Gigafactory生產(chǎn)鋰離子電池,這個投資數(shù)量是很難超越的,其投資缺口也是很難補平的。
美國加利福尼亞大學伯克利分校的材料學教授戈爾德?西德對新型電池進行研究,他認為要建立一個小型的生產(chǎn)線,并對所有細節(jié)進行研究制造出需要的電池產(chǎn)品這一過程大概需要5億美元的前期投資。
世界三大電池制造商三星、LG以及松下公司都以及調(diào)整了其投資策略,相較于對一種新型的化學物質以及自由基電池技術的投資而言,三大電池制造商,更傾向于對其原有產(chǎn)品進行改善方面的投資。
毫無疑問目前的鋰離子電池是當前綠色革命的推動劑,但是要在很多方面取得突破性的工作才能有更多的發(fā)展。
科學家們對電池技術的短期目標是持續(xù)提升穩(wěn)定的鋰離子電池的商業(yè)用途,特別是在電動汽車領域,只有鋰離子的儲能成本大幅低于燃油或者燃氣成本,才能將人類從依靠汽油出行的狀態(tài)中解放出來。
專家估計鋰離子電池的性能將會繼續(xù)得到提高,儲能容量每年將增長6-7%,而且這個增長幅度將持續(xù)幾年時間。
特斯拉在這方面已經(jīng)取得和很大的進展,特斯拉設計的新型電池更寬,更長,這家就能裝備更多的電池原料,新的電池冷卻系統(tǒng)也越來越成熟,使整個電池組更安全,更有效。
科學家對于電池陽極和陰極的應用材料也更多樣化。
最近在鋰離子電池方面的進展就是科學家們開始使用相當?shù)拟挘X,錳和鎳在陰極,據(jù)推算,到2020年大約有75%的電池有望利用鈷來擴大儲能。
下一代的陰極有可能是一種富含鋰的層狀結構。還有其它兩種結構,一種結構是尖晶石機構(SpinelStructure),另外一種是橄欖石結構(OlivineStructrue)。
在電池陽極材料方面會取得更大的突破,一是使用石墨,另外一種是使用硅。理論上說,硅陽極電池要比石墨陽極的好,但不穩(wěn)定,電池會破裂。
科學家們也在探索全新的下一代電池-釩離子電池。
釩離子電池將會抗氧化,可以使儲能更多,而且通過增加電解液儲藏容積很輕松地擴大電池容量,但是這種電池能源轉換比例不穩(wěn)定,而且會非常重,只能應用于靜態(tài)工作場地。
無論是移動電子產(chǎn)品、電動汽車乃至大規(guī)模儲能,大家對未來電池的要求都差不多能量密度高,性能穩(wěn)定,安全可靠,壽命長,充電速度快,而且要便宜,環(huán)保。