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研究人員大幅降低鋁-空氣電池的電量流失率

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2018年11月16日  

據(jù)外媒報(bào)道,《科學(xué)》雜志刊登的一篇報(bào)道指出,若將鋰離子電池閑置不用,等一個(gè)月后,將流失5%的電量。相較之下,鋁-空氣電池將流失80%的電量,這要?dú)w咎電池鋁材的腐蝕。研究人員研發(fā)了新款鋁-空氣電池,在閑置一個(gè)月后,該電池僅流失0.02%的電量,性能大幅提升。

標(biāo)準(zhǔn)的電池通常由陰極、陽極及液態(tài)電解質(zhì)構(gòu)成,當(dāng)離子從陽極向陰極移動(dòng)時(shí),可釋放電子,產(chǎn)生電量。在鋁-空氣電池中,陽極是鋁,陰極是空氣。電池的空氣源自于外部環(huán)境,而鋁的儲(chǔ)量很富足、分量輕、價(jià)格也便宜,所以鋁-空氣電池是一項(xiàng)重要的未來電池技術(shù)。

然而,不幸的是,液態(tài)電解質(zhì)會(huì)對(duì)鋁材造成腐蝕,該腐蝕始于電池的初次使用。若使用無腐蝕性的電解質(zhì)則會(huì)大幅降低電池的性能。在不使用電池時(shí),可先將電解液提取出來,但若在下次使用時(shí)將電解質(zhì)重新注入電池中,會(huì)導(dǎo)致電池?zé)o法使用,因?yàn)殇X具有親水性(吸水,hydrophilic)。研究人員的新方案是使用油類來沖洗電解質(zhì)。

新電池在陽極和陰極之間新增了一層薄膜,在注入電解質(zhì)后,該電池還能雙向使用。當(dāng)電池調(diào)節(jié)到備用狀態(tài)時(shí),離鋁最近的一側(cè)會(huì)被油類沖洗,從而對(duì)鋁提供保護(hù),防止被水基電解質(zhì)腐蝕,因?yàn)橛秃退遣幌嗳莸?。此外,根本無需擔(dān)心會(huì)有油類殘余,因?yàn)閷X浸沒到油中時(shí),兩者是相斥的。

為在半真實(shí)環(huán)境下測(cè)試該款電池,研究人員消耗了一小部分電量,然后再將閑置一天到兩天,并反復(fù)執(zhí)行該操作。該情況模擬了城市用電動(dòng)車的實(shí)際使用情況,該類車載電池可使用24天,是當(dāng)前傳統(tǒng)型鋁-空氣電池電量的8倍。

但鋁-空氣電池能否再未來數(shù)年內(nèi)取代鋰離子電池呢?很遺憾,這不太可能。在電池放電方面,目前還有許多復(fù)雜的難題待攻克。舉個(gè)例子,最初的數(shù)代電池可能無法進(jìn)行充電,或充電的次數(shù)有限,但或許可用機(jī)械臂將該類電池從車輛中提取出來,并在檢修站更換新電池,這樣就能利用更為復(fù)雜的機(jī)械方式,換成車載電池的充電和電池更換。

但這并不意味著鋁-空氣電池不能與鋰離子電池共存,就想混動(dòng)車也能使用汽油一般,鋁空氣電池可被用于増程版電動(dòng)車或在用戶忘記給電動(dòng)車充電時(shí),被用作備用電源。據(jù)研究人員透露,該類電池的市場(chǎng)潛力巨大。

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