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液流电池取代锂离子电池?中间还隔着一个石墨烯

导读: 在电池技术乃至任何一种技术的发展道路上,既需要稳妥成熟的前行,也需要大胆前卫的创新,二者结合才可能更好地推动移动时代的进一步发展。

OFweek锂电网讯 日前,美国哈佛大学的研究团队研发出了一种新型的液流电池。该团队表示,这种液流电池不仅可用于智能手机领域,还可被用于包括可再生能源在内的新型能源应用领域。

在移动时代,电池技术成为重中之重,甚至可以说没有电池就没有移动时代。然而,续航能力薄弱等问题存在于移动设备的电池中,电池技术的突破一直是尖端难题,从而制约了移动时代的进一步发展。所以研究人员一直在探索更加有效的发电能源,以期提升续航能力。

实际上,液流电池并非新技术,早在上世纪60年代就已经出现。与锂电池相比,液流电池确实有一些优势。然而,这项技术一直处于研发阶段,迟迟未能投入实际应用,其原因就在于自身的局限性。尽管遇到阻碍,但是探索仍要继续,人类一边使用相对稳妥的新型电池技术,一边也在不断寻找更加清洁的能源来提升电池技术。

一、液流电池特性决定优势,某些方面优于锂电池

哈佛大学的团队是由材料与能源科技教授Michael Aziz及化学与材料科学教授Roy Gordon所领导的。他们所研究的新型液流电池基于一种中性PH水溶液中的有机分子进行发电,其安全性与寿命皆优于目前的电池产品。

其实,液流电池领域并不算“荒地”,上世纪60年代,铁—铬体系的氧化还原电池就已经出现,可看作是全钒液流电池的前身。经过多年的研发,该技术已经取得了长足的进步,并有望投入商用。与锂离子电池相比,这种液流电池确实存在优势。

第一,其规模可大可小,设计灵活。

对于储能系统来说,最重要的因素是电量和功率。通常情况下,钒液流电池可承受的功率取决于电堆大小,而电量的多少则与储能罐的大小成正比。无论工程项目对储能系统提出怎样的要求,设计者都可以灵活地做出相应的设计并且能够随时进行调整。

液流电池取代锂离子电池?中间还隔着一个石墨烯

上图为液流电池结构图

反观锂离子电池,则是将储能材料涂在集流体表面形成电极,其工艺及性能都是固定的,很难根据具体项目进行调整。两相对比之下,液流电池的优势显而易见。

更重要的是,液流电池具有可扩展性。液流电池不管存储量如何,结构和控制方法几乎都一样,只要将储能电解液混合均匀,就可以保证SOC(充放电深度)一致。

如想制造同样规模的锂电池,则需要堆叠电池数量,同时运用极为复杂的BMS(电池管理系统)来管理每节电池的温度及SOC。稍有不慎,过充、过放、过热都会导致电池报废甚至引发危险,这也是为何智能手机电池有时会发生爆炸的重要原因。

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责任编辑:Gerke
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