鋰玻璃動(dòng)力電池是JohnGoodenough(德州大學(xué)奧斯汀分校的機(jī)械工程和材料科學(xué)教授)和他的工程師團(tuán)隊(duì)在德州州立大學(xué)奧斯汀分校研發(fā)出來的,JohnGoodenough是鋰動(dòng)力電池的共同發(fā)明人。鋰玻璃動(dòng)力電池不僅將鋰離子的能量密度翻了三倍,它還能在幾分鐘內(nèi)重新快速充電,而且可充電周期超過幾千次。 其與三元材料鋰動(dòng)力電池不同的是,鋰玻璃動(dòng)力電池在零下的極端天氣也表現(xiàn)出色,不會(huì)像三元材料鋰動(dòng)力電池一樣易燃,關(guān)鍵之處就在于使用的固體玻璃電解質(zhì),而不是鋰動(dòng)力電池常用的液態(tài)電解質(zhì)。因?yàn)橐簯B(tài)動(dòng)力電池充電速度過快,容易造成短路或起火,而固體的電解質(zhì)則降低了短路的風(fēng)險(xiǎn),成為更安全的選擇。鋰玻璃動(dòng)力電池具有以下優(yōu)點(diǎn): 1)能量密度更高。鋰玻璃動(dòng)力電池的能量密度至少是現(xiàn)今的鋰動(dòng)力電池的三倍,動(dòng)力電池的能量密度決定了電動(dòng)汽車的行駛距離,所以更高的能量密度意味著一輛汽車可以在兩次充電之間行駛至更遠(yuǎn)距離。 2)充放電循環(huán)次數(shù)更多。由于玻璃質(zhì)的固態(tài)電解質(zhì)很好的保證了電解離子的活性,在反復(fù)充電周期上,鋰玻璃動(dòng)力電池技術(shù)將鋰離子提高到了一個(gè)史無前例的地步,使鋰玻璃動(dòng)力電池具有更多的充放電循環(huán)次數(shù),從而使得動(dòng)力電池使用更持久,并且?guī)砹烁L的循環(huán)壽命。在實(shí)驗(yàn)中,研究人員使用的鋰玻璃動(dòng)力電池可循環(huán)1200次且低電阻。 3)充電速度更快。充電時(shí)間由幾小時(shí)縮短為幾分鐘。 4)安全。鋰動(dòng)力電池使用的是液體電解質(zhì),電解液在動(dòng)力電池的正負(fù)極之間運(yùn)輸鋰離子。由于的鋰動(dòng)力電池液態(tài)電解液會(huì)發(fā)生鋰離子晶枝沉淀,長時(shí)間使用晶枝會(huì)刺破電極隔膜導(dǎo)致動(dòng)力電池短路。若動(dòng)力電池充電過快,從而在電解液內(nèi)形成“枝晶”或者“金屬晶須”,引發(fā)短路,進(jìn)一步引發(fā)起火和爆炸。如果鋰動(dòng)力電池放在陽光下暴曬,電解液的溫度會(huì)極具升高。在高溫下條件下,電解液發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會(huì)加劇。而采用固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)使得鋰離子無法在固態(tài)電解質(zhì)中發(fā)生沉降,不僅成倍的擴(kuò)大了動(dòng)力電池的能量密度,更讓動(dòng)力電池的安全性與續(xù)航里程成倍的增加,使鋰動(dòng)力電池技術(shù)的缺陷得到了很好的彌補(bǔ)。 5)嚴(yán)寒條件下運(yùn)行。固態(tài)玻璃電解質(zhì)可以運(yùn)行在零下20攝氏度的溫度條件下,具有高導(dǎo)電性,配備鋰玻璃動(dòng)力電池的汽車能夠在嚴(yán)寒天氣中良好運(yùn)行。 6)制造工藝簡單。玻璃電解質(zhì)能夠在陽極和陰極上鍍上或者剝落堿金屬,而不出現(xiàn)“枝晶”,這樣可以“簡化動(dòng)力電池制造工藝”。 7)材料環(huán)保且來源豐富。固體玻璃電解質(zhì)所用的材料不僅成本非常低,而且還可持續(xù)利用。其材料為廉價(jià)的鹽,而鹽可以從廣泛可得的海水中提取,這就使得鋰玻璃動(dòng)力電池成為了一種更加環(huán)保的動(dòng)力電池,一旦正式引入到動(dòng)力電池市場當(dāng)中來,將會(huì)解決動(dòng)力電池行業(yè)成本壓力過高的問題。 針對鋰玻璃動(dòng)力電池的研究是很有前景,但這項(xiàng)新技術(shù)仍需幾年的時(shí)間,才能被引入商業(yè)市場。相信不久,這種新型動(dòng)力電池就會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。 |
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