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    美国掌握了超前电池技术!

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      2022

        正当乔·拜登总统宣布大型汽车电气化的时候,能源部的一组科学家赢得了长达数十年的电动汽车电池之战。在不久的将来,日常电动汽车电池的能量密度将达到500wh/kg,这是当前储能技术水平的两倍。

        美国在可逆锂金属储能技术上取得突破,引发了新的电动汽车电池之战

        美国陆军投资未来的电动汽车电池

        布鲁克海文国家实验室,是美国能源部庞大的A级研究设施网络的一部分,能源部在过去四年中一直在努力推行脱碳计划。

        其中一项举措被称为Battery500联盟,布鲁克海文(Brookhaven)参与其中。Battery500于2016年在太平洋西北国家实验室的领导下启动,并通过高级车辆动力技术联盟(Advanced Vehicle Power Technology Alliance)从美国陆军获得了100万美元的慷慨援助,该联盟还在2018年又筹集了180万美元。

        AVPTA计划于2011年在能源部和陆军部门之间启动,其任务是加速“概念化和过渡到部署国家为实现能源安全所需的发明性和创造性的节能概念”。专注于“使商用和军用地面车辆变得更加节能的先进技术。”

        当时特朗普政府通过570万美元的资金为15个“种子”项目注入了Battery500,旨在使电动汽车电池的能量密度加倍,并降低成本,目标是500wh/kg。

        Battery500的成员包括爱达荷州国家实验室,宾厄姆顿大学SLAC国家加速器实验室,斯坦福大学(斯坦福大学(能源部运营SLAC),加利福尼亚大学圣地亚哥分校,德克萨斯大学德克萨斯分校)奥斯汀,华盛顿大学和IBM。

        从拒绝堆中拯救锂金属阳极

        IBM在2012年就发起了自己的电动汽车电池研究计划,称为Battery500。在其他发现中,IBM一直在为电动汽车电池事业做出无钴储能研究。这与Battery500 Consorium的使命相吻合,因为它使美国摆脱了困扰全球钴市场的供应链和人权问题。

        Brookhaven的新研究引起了Battery500联盟的强烈兴趣,Battery500联盟正在开发带有锂金属阳极的电动汽车电池。考虑到几十年前电池研究人员曾探索过锂金属阳极的想法,但后来被拒绝了,这确实是一个沉重的负担。

        “科学家们早就认识到锂金属阳极的优势;实际上,它们是第一个与阴极耦合的阳极。但由于缺乏“可逆性”,无法通过可逆的电化学反应进行充电的能力,电池社区最终用石墨阳极代替了锂金属阳极,从而制成了锂离子电池。” Brookhaven解释说。

        未来电动汽车电池之战

        尽管如此,提高比容量和提高电压的信号仍然难以忽视,布鲁克海文的研究人员有信心他们发现了几十年来以前未能发现的东西。

        突破的关键是被称为中间相的东西,它是在电池电极上形成的纳米级薄膜。对相间的精确了解将使研究人员能够开发可逆锂金属电池。

        直到现在,问题仍然在于从电极上清除掉一小撮纳米级牙线,然后将其置于高科技分析设备中,而又不使其暴露于空气和湿气中。

        Brookhaven小组确定了相间存在氢化锂,这为可逆性打开了大门,并且肯定会在整个储能研究领域引发火花。

        “当我们第一次看到LiH的存在时,我们感到非常兴奋,因为这是第一次使用具有统计可靠性的技术证明LiH存在于中间相中。” “但是我们也保持谨慎,因为人们一直对此持怀疑态度。”

        基本思想是其他研究小组未能发现氢化锂,因为他们将其与氟化锂混淆了。两者具有相似的晶体结构,Brookhaven小组认为,暴露于湿气可能使先前的研究结果混乱。

        美国陆军眼中的未来电动汽车电池

        当总统拜登(Joe Biden)誓言将整个联邦车辆队转变为零排放模型时,他还表示,他希望私营部门的利益相关者将在除国会通过的任何脱碳立法之外发挥领导作用。

      美国掌握了超前电池技术!

        国防部是世界上最大的单一机队拥有者,它一直是电动汽车电池研究和电动汽车采用的前沿和中心。去年春天,当陆军未来与概念中心宣布正在制定新的电动汽车政策,以配合商用电动汽车技术的推出时,这些努力开始合并。

        这意味着对于通用汽车这样的汽车制造商来说,是一个快速发展的机会。去年夏天,通用汽车刚刚与美国陆军签订了价值2.143亿美元的新型步兵小车合同。

        果然,本周通用汽车发布了一系列关于脱碳和电气化的新闻,包括到2035年实现零排放新轻型汽车的承诺以及到2040年全球所有业务的碳中和。该公司还向其他车辆制造商推广零排放技术,最近的一个例子是与Navistar签订了燃料电池协议,用于长途卡车和重型越野设备(其绿色程度取决于绿色氢的可用性)。

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