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天天喊石墨烯電池 其實都叫錯了
http://www.CRNTT.com   2020-01-13 14:43:14


 
  迅猛發展的電動汽車和3C電子等移動智能終端應用,要求二次電池具有盡量小的體積和盡量高的體積能量密度。納米技術使二次電池的質量能量密度和充放電速度大幅提高,但體積能量密度卻很難通過納米化技術提高。楊全紅表示,納米材料的致密化是使電極材料同時具有高的質量和體積性能的必由之路。石墨烯是碳材料的基本結構單元,近期的研究表明,基於膠體化學的石墨烯致密化技術,可以實現多孔碳納米材料的致密化,就像將膨化食品轉化為壓縮餅幹。這種技術在鋰電池中最直接的應用就是,可以實現高性能矽碳電極的致密化,使單位體積鋰電池的容量大幅增加,為消除電動汽車的里程焦慮和3C電子等智能終端電池的小型化提供解決方案。這可能成為未來石墨烯在提高鋰電池性能方面的重要應用。

  可能取代鋰電池的技術

  當今的移動世界已離不開鋰電池。美國阿貢國家實驗室能源存儲聯合研究中心負責人喬治·克拉布特裡曾說:“這是有史以來最好的電池技術。”不過,許多研究者認為,鋰電池的能量密度已經接近其天花板。

  那麼,未來會有哪些能夠取代鋰電池的技術?

  據《科學美國人》雜誌介紹,全球科研工作者正在努力探索不同的技術路線,如鋰硫電池、鎂電池、空氣電池、液流電池等。

  2013年,美國化學工程師埃爾頓·凱恩斯基於鋰—硫技術研製出一種僅硬幣大小的新型化學電池,在美國勞倫斯伯克利國家實驗室經歷1500次充放電循環後,電池容量只損失一半。據介紹,由於金屬鋰負極的使用,理論上鋰—硫電池能量密度是鋰電池的5倍多。製造電池的PolyPlus公司在實踐中發現,增加硫和減少電解液會使電池更容易壞掉。不過英國Oxis能源公司看好鋰—硫電池的前景,正在努力開發高能量密度且可應用於電動汽車的鋰—硫電池。

  一些研究者認為,相比鋰,下一代電池應該使用更重的元素,比如鎂。相比於一價的鋰離子,二價的鎂離子能攜帶兩個電荷,這意味著可以釋放的電能提高了一倍。不過,攜帶兩個電荷的鎂離子移動速度緩慢,難以通過電解液和電極,就像是在黏稠的糖漿中穿行。 


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