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电池突破可能改变世界

时间:2022-02-11 08:16:26 来源:

上周,我碰巧遇到了一个有关NOVA的有趣纪录片,名为Search for the Super Battery。

我对这个话题非常感兴趣,因为开发更好,更便宜的电池对于电动汽车(EV)和未来的电网都至关重要。需要增加电池来增加电动汽车的续航里程,而更便宜的电池可以帮助降低电动汽车的成本,因此更多的消费者可以负担得起。

对于电网来说,可再生能源的渗透性由于其间歇性而面临一些挑战:由于风随时可能停止吹散,并且只能在白天捕获太阳辐射,因此需要备份这些电源。具有成本效益的电力存储可以使可再生能源基本上无限地渗透到电网中。

因此,近年来,电池开发投入了巨大的努力。根据《 PV Magazine》的报道,这项努力正在获得回报,在2012年至2017年之间,电池价格下降了70%。但是,要使公用事业规模的电池存储得到广泛使用,成本就需要继续下降。

锂离子电池已成为许多消费类电子产品(例如笔记本电脑)和电动汽车(例如特斯拉生产的那些汽车)中的首选电池。但是这些类型的电池有一些问题需要解决。

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由于该文献中说明的原因,使用锂金属电极比常规锂离子电池具有更高的能量密度。但是锂金属电极会形成称为树枝状的手指状结构,最终会导致电池短路。

解决该问题的方法是用具有容纳锂离子的晶格结构的碳电极代替锂金属电极。因此,锂离子电池诞生了,尽管其能量存储容量比利用固态锂金属电极的电池低。

锂离子电池还存在另一个缺点,这是许多新闻报道的主题。如果这些电池损坏,则可能会爆炸或着火。这已经发生在笔记本电脑,手机和电动汽车中。如果损坏,则存储在电池中的所有能量都可能在短时间内释放,结果可能是灼热,强烈的火灾。

输入可以改变世界的电池。它既解决了能量密度问题,又解决了电池损坏时着火的危险。

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NOVA纪录片描述了塔夫茨大学的Mike Zimmerman教授的工作。Zimmerman教授开发了一种用阻燃塑料代替电池中的液态电解质的电池,即使被切割,刺破或压碎,该电池也不会着火,实际上,即使受到严重损坏,它仍可以继续发电。

锂电极上产生的锂离子会像液体电解质一样穿过塑料,并通过塑料,物理上也阻止电极形成树枝状晶体,从而使电池短路。锂金属可以用作负极,这可以可能使电池的能量密度增加一倍。

齐默尔曼斯(Zimmermans)教授的工作大部分是在隐形过程中完成的。据报道,NOVA特别节目是他对自己的工作进行的第一次电视采访。他成立了一家名为Ionic Materials的公司,最近筹集了6500万美元,以使这种固态电池商业化。(跳到视频中的30:40标记,可以看到Zimmermans教授的著作的一部分)。

采访中没有提及电池的任何缺点或将其商业化的任何潜在挑战。因此,我联系了Ionic Materials提出了一些我自己的问题,但是在本文发表之前,还没有得到公司的回复。

但是,如果电池的性能达到广告宣传中的要求,则可以极大地帮助推动向绿色动力生产的发展,并推动电动汽车的普及。

罗伯特·拉皮尔(Robert Rapier)


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