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    分析后锂离子电池时代的突破点

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      电池厂打工人

        1910年,爱迪生说,15年内,电动汽车的耗电量将超过电灯。爱迪生当时也在研究电动汽车电池,希望获得更高的电力效率。今天,爱迪生的预测被证明是不准确的,经过100年的发展,电池仍然是电动汽车无法克服的瓶颈。根据ConsumerReport.org网站2012年对汽车品牌的调查,77%的受访者担心电动汽车的续航里程有限,42%担心充电过程中的安全问题,所有这些都与汽车的核心电池有关。尽管随着时间的推移,电池技术的效率已经提高了好几倍,但仍然没有办法满足电动汽车对更高能量密度的需求。在纯电动汽车中,前两种电池是氢燃料动力电池和锂离子电池。

        燃料动力电池在市场上现在在不高不低的数据困难的局面,国立台湾大学副教授赵旸指出,关键在于铂催化剂资本过高,操作温度的质子传导膜结合低温(<80c)导致克林顿太多电池性能、燃料氢气的存储空间和安全问题三大问题,使燃料动力电池发展有限公司。在燃料动力电池方面未能找到突破后,所有人都重新使用锂离子电池。与其他类型的电池相比,锂离子电池具有更高的体积能量密度。随着笔、智能手机、平板电脑等移动设备的迅速普及,锂离子电池已经成为日常生活中不可缺少的电力来源,甚至成为当时电动汽车电池的首选技术。然而,随着锂离子电池的广泛应用,电池寿命和动力成为电动汽车使用锂离子电池的最大问题。电动汽车和3C产品的功耗差距太大,要锂离子电池有更高的容量和效率能力来满足电动汽车的需求。赵吉阳指出,锂离子电池具有固有的数据约束,其能量密度上升空间非常有限,即使达到理论上的最大能量密度,仍难以满足电动汽车在行驶里程上的需求。锂空气电池成为未来的明星锂离子电池要想提高容量,就会出现超重问题。因此,研究人员开始尽量减少传统组件的比例,比如在锂离子电池中不发电的石墨电极。相反,他们用一整片金属锂作为阳极。此外,他们用极轻的多孔碳材料代替了阴极中的重金属催化剂。这就是现在备受关注的技术锂空气电池。

        根据IBM的电池500,今天的锂离子电池可以让一辆电动汽车充满电行驶大约100英里,这关于一个普通的家庭来说已经足够了,但是关于长途旅行仍然要显著的里程改进。因此,IBM从2009年开始研究锂空气电池,希望能将目前锂离子电池的能量密度(约100-200Wh/Kg)提高10倍,使电动汽车一次充电至少能行驶500英里(约800公里)。在能量密度方面,锂空气电池是汽油电池的最佳替代品。因此,锂空气电池已成为电动汽车电池的未来之星。锂空气电池的发电原理是锂电子和锂离子在阳极氧化攻击,电子电源外部电路,并通过电解质锂离子电池内部传导到阴极,并恢复空气中的氧分子和外部电子流动反应,构成良好的电化学反应,然后攻击强度。由于空气无处不在,锂空气电池可以被制造得更轻、更小,而不必担心燃料存储空间。美国和日本的做法有很大的不同,根据不同的国情,对锂空气电池的充电也有不同的研究。例如,在美国,土地面积很大,换电站或充电站相距太远,无法方便地充电,因此IBM的讨论集中在如何制造二次电池上。

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