聚焦锂离子电池续航不用愁
电子产品以难以置信地发展速度统治者了现代生活,但产品的电池问题于是以减慢这一速度。从智能手机、笔记本电脑到特斯拉以及从1991年起售的波音787飞机,锂离子电池应用于在所有的电子设备中。它们的性能有所提高,但比起于智能数码产品的更新换代,锂离子电池必须仅有是一点点令人惊讶的元素:锂 与普通电池类似于,锂离子电池包括了两个电极(负极和负极),并由电解液将其分离。 在一个典型的锂离子手机中,负极由石墨制成,负极则由钴酸锂构成,电解质是锂盐和有机溶剂混合物。
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本文摘要:电子产品以难以置信地发展速度统治者了现代生活,但产品的电池问题于是以减慢这一速度。从智能手机、笔记本电脑到特斯拉以及从1991年起售的波音787飞机,锂离子电池应用于在所有的电子设备中。它们的性能有所提高,但比起于智能数码产品的更新换代,锂离子电池必须仅有是一点点令人惊讶的元素:锂 与普通电池类似于,锂离子电池包括了两个电极(负极和负极),并由电解液将其分离。 在一个典型的锂离子手机中,负极由石墨制成,负极则由钴酸锂构成,电解质是锂盐和有机溶剂混合物。

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电子产品以难以置信地发展速度统治者了现代生活,但产品的电池问题于是以减慢这一速度。从智能手机、笔记本电脑到特斯拉以及从1991年起售的波音787飞机,锂离子电池应用于在所有的电子设备中。它们的性能有所提高,但比起于智能数码产品的更新换代,锂离子电池必须仅有是一点点令人惊讶的元素:锂  与普通电池类似于,锂离子电池包括了两个电极(负极和负极),并由电解液将其分离。

在一个典型的锂离子手机中,负极由石墨制成,负极则由钴酸锂构成,电解质是锂盐和有机溶剂混合物。电池时,电池驱动带上正电的锂离子电解质到带上负电荷的负极,并总计。电池在用于时,电子又按原路回到到电池的负极中。

  整个过程中还不会产生热量,这部分热量大多数情况下不会减弱。但电池电池太久可以构成细长的锂树突,或结晶,这不会造成在负极短路。短路的故障也不会经常出现在其他材料做成的电池中。

这就不会引起热失控和有时候的火灾。这就是波音787在2013年早期禁飞的原因,也是许多手提电脑和智能手机被解任的原因。

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  除了这一风险,对于许多科学家而言,最终目标是商业化生产本身能包括更加多锂负极的电池。锂金属负极享有比其他材料更高的能量储蓄能力,因为锂是最密集的金属元素,并享有仅次于的功率重量比。斯坦福大学崔屹博士估计,享有锂负极和硫负极(硫同时具备很高的能量储存能力)的电池比目前的锂电池效能低5倍,重量更加重。

  仅次于的障碍是锂元素的高化学反应:它归属于碱金属一类,所含钠和钾,是造成许多化学灾难再次发生的明星。将锂负极取出电池,开始电池后,锂会很快蔓延,尽量多的守住离子挤满的空间(其他材料的负极材料蔓延时,并没像锂这样)。锂负极也不会转换成锂树突,构成类似于苔状的东西。

情况好的话,这些意味着不会弱化效率,运气劣的话,就不会引起火灾。  崔博士和他的团队,还包括诺贝尔物理学奖获得者、美国前能源部长朱棣文,坚信他们能寻找增加危险性再次发生的方法。一种方法是将锂负极制成比人类头发还粗5000倍的碳团簇薄膜。这样的碳膜会和锂反应或者电解质反应。

同时又享有十分强劲的效能和灵活性,使其需要随着锂扩展和膨胀。锂离子可以转入负极,但电池样子这层薄膜没不存在一样,这就可以避免它构成树突(比离子大成千上万倍)。  每次一个原子  近期的研究找到,可以用于近期的二维材料,换句话说,由一个原子层覆盖面积锂负极。

他们自由选择的材料是分层的二维六角氮化硼或石墨烯。但二维材料也不存在一个缺失,毕竟以一种好的方式:当它用于时,微小原子使表面构成裂缝,从而让锂离子需要通过,但却能截击可怕的树突。  这两种方法,连同斯坦福大学其他研究团队目前还会发布,但早已展开了多年。当充电电池可商业化时,必需不具备电池效率(电能存储的百分比在电池,静电时可恢复)多达99.9%,并有更长的电池和静电时间。

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今天,崔博士的碳团簇薄膜能超过99.6%的效率,而它的二维电池效率则在97%左右,用于周期长。想取得最后的几个百分点必须时间,但崔博士有信心,他称之为有期望能量出产这类电池。

  那些取笑这些研究的应当考虑到崔博士的记录。他与安普瑞斯合作,开始创业,硅阳极电池工作,已从几大风险投资公司处取得6000万美元资金,还包括谷歌主席埃里克施密特。如果崔博士的研究取得成功,他预计,可能会划归福普瑞斯。或者,他若有所思地说道,我们可能会重新启动。

  美国福普瑞斯(Amprius)公司是世界领先的先进设备储能材料的开拓者,也是新型锂电池材料和锂电池的研发和制造商。福普瑞斯的技术源于美国斯坦福大学(Stanford)。


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