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锂电池正当时:10月十大前沿电池技术详解(上)

  2014年10月出现了哪些前沿的锂电池技术呢?跟着小编一块学习下吧!

  日本东京大学开发出了新一代锂离子电池极“浓电解液”

  据日本媒体报道,以东京大学研究生院工学系研究科教授山田淳夫与助教山田裕贵为核心组成的研发小组,发现了锂离子电池可实现多种电解液的设计新方向。该研发小组开发出了极“浓电解液”,决定充电速度的Li+浓度达到以往电解液的4倍以上。该研究颠覆了“电解液溶剂只能使用碳酸乙烯酯(EC)”这一锂离子电池诞生20多年来,技术人员一直深信不疑的定论。

  据报道,东京大学开发的高浓度电解液具备所有溶剂都与Li+进行配位的特殊构造。另外,Li+与阴离子连续结合的特点也不同于以碳酸乙烯酯(EC)为溶剂的普通低浓度电解液。普通电解液的Li+浓度为1mol/L左右,此时离子导电度最大。这种浓度必需使用EC溶剂。如果使用EC以外的溶剂,电极会严重劣化。因为对于石墨等层状负极,溶剂是在被Li+溶剂化的情况下进入(共合体)层间,电解液会继续发生还原分解。基于这种定论,Li+的高浓度化以及EC以外的溶剂的探讨变成了电池研究人员之间的盲点。

  山田等人的研发小组着眼于这一盲点,向此前基本没考虑过的电解液高浓度化发起了挑战。高浓度电解液的离子载体密度非常高,有助于提高界面反应频率,因此可实现时间不到以往1/3的快速充电。而且,选择的盐和溶剂的不同组合,还能表现出不同的特性。在对各种溶剂进行调查的过程中发现,除了通过提高浓度抑制共合体之外,很多溶剂还观测到了还原稳定化。无需使用之前必不可少的EC溶剂,在以前属于实用电解液讨论范围之外的乙醚系、亚砜系、砜系、腈系等多种有机溶剂中均发现石墨负极和锂金属负极会可逆动作。

  特斯拉充电新解?新加坡发明新型快速充电电池寿命20年

  10月14日消息,据国外媒体报道,南洋理工大学的研究人员最近发明了一种新型的快速充电电池,使用寿命长达20年。

  如今支持快速充电的电池在我们的生活中扮演着越来越重要的角色,在方便快捷的为各种设备提供能量的同时,其使用寿命却常常成为被人们诟病的一个短板:“为什么总是要换电池?”针对这一问题南阳理工大学的研究人员开发了一种新型的锂电池,这种电池可以在2分钟之内充电至最大容量的70%,并且可以服役长达20年,数倍于现在各种设备中的充电电池寿命。这种电池的创新在于使用二氧化钛纳米管而不是传统的石墨材料作为电池的阴极,两种材料都可以加速电池中的化学反应提供电能,不同的是前者可以反复使用1000次而后者的寿命只有500次。

  这种新型电池尚没有投入大规模生产和走向市场的明确时间表,但它所使用的钛纳米管是一种易于加工的且成本相对较低的原料,所以前景十分光明。显而易见这种新型电池的推广将极大的改变整个科技产业界。抛开一些天马行空的创意不谈,即使从最基本的层面来看,它也将延长很多设备的服役时间,特别是那些不可更换电池的设备,现在用户常常不得不因为无法继续充电而不是其他功能的损坏而放弃他们,今后这样的事情也许永远不会再发生。而这种电池最深远的影响也许将会在汽车产业,想象一下你可以用几分钟而不是几个小时给一辆特斯拉充满电,而且可以一直开到车被淘汰都不需要更换电池的情景。

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