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📅Published: 2022-07-06 01:05 加州大学圣地亚哥分校 (UCSD)的工程团队近日研发了一种新型锂离子电池，不仅在严寒和酷热的温度下表现良好，同时仍能储存大量能量。研究人员表示之所以具备如此好的特性，主要归功于全新开发的电解质。这种电解质不仅能在很宽的温度范围内用途广泛且坚固耐用，而且兼容高能阳极和阴极。 这项成果于 7 月 4 日发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上，基于这项技术开发的车用电池即使在寒冷气候下也能让电动汽车行驶更远。加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院纳米工程学教授、该研究的资深作者郑晨（Zheng Chen，音译）说，它们还可以减少对冷却系统的需求，以防止车辆的电池组在炎热气候下过热。 Chen 解释说：“如果你需要在三位数（华氏）的高温条件下开车，那么对于汽车电池来说是一个重大挑战。在电动汽车中，电池组通常位于底盘，更靠近这些炎热的道路。此外，电池在运行过程中会因电流通过而升温。如果电池不能承受这种高温预热，它们的性能将迅速下降”。 在测试中，概念验证电池在 -40°C 和 50°C（-40 和 122°F）下分别保留了

📅Published: 2022-07-03 13:50 任何电池路线的发展都离不开能量密度和成本这两条主线。磷酸锰铁锂的能量密度高于磷酸铁锂但成本却差不多，富锂锰基材料和层状锰酸锂的能量密度优于三元材料。在原材料成本不断高企的当下，研发这几种正极材料的热度自然会提升。 近日，当升科技宣布磷酸锰铁锂材料已完成研发，目前处于客户认证阶段；巴斯夫杉杉宣布富锰电池材料已实现吨级规模化生产……近年来，包括磷酸锰铁锂、富锂锰基等锰基电池备受关注，相关企业加速布局。锰基材料电池前景究竟如何？ 性价比优势显著 磷酸铁锂电池和三元锂电池是目前电动汽车使用的主流动力电池。 今年3月，特斯拉CEO马斯克表示，“我认为锰基电池有潜力。”他进一步称“在非常大的(电池)需求下，我们需要数千万吨甚至数亿吨原材料。因此，用于大规模生产电池的材料必须是普通材料，否则就无法规模化。”在2020年的特斯拉电池日上，马斯克还曾表示，用2/3的镍和1/3的锰做正极材料相对简单，这使得在同样数量镍的情况下可以提升50%以上的电池容量。 目前主流锰基电池包括锰酸锂、磷酸锰铁锂、富锂锰基等。业内人士认为，锰基材料中，磷酸锰铁锂作为磷酸铁锂最重要的改进方向之一，有望率先产业化应用。据了解，磷酸锰铁锂是磷酸铁锂与磷酸锰锂的固溶体，保留了磷酸铁锂的优良安全性与稳定性，并且拥有较高的电压平台以及与磷酸铁锂相同的理论克容量，因此相同条件下其理论能量密度比磷酸铁锂电池高20%左右。目前，拥有磷酸锰铁锂技术储备的电池厂商有宁德时代、比亚迪、国轩高科等，主要以专利技术研发、投资布局为主。德方纳米、中贝新材料、天津斯特兰等正极厂商均对锰铁锂产品有所布局。德方纳米表示，公司新型磷酸锰铁锂已开始送样，预计1-2年后可实现产业化，叠加正极补锂技术，该电池能量密度可提高20%，循环寿命可达1万次。 中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员夏永高指出，目前磷酸铁锂电池的能量密度已接近极限，三元锂电池受近期镍、钴价格波动影响，成本飞涨。同时，相对于镍、钴，锰的储量较为充足。在此背景下，锰基电池的优势进一步凸显。 在真锂研究首席分析师墨柯看来，任何电池路线的发展都离不开能量密度和成本这两条主线。“磷酸锰铁锂的能量密度高于磷酸铁锂但成本却差不多，富锂锰基材料和层状锰酸锂的能量密度也优于三元材料。在原材料成本不断高企的当下，研发这几种正极材料的热度自然会提升。” 尚存技术难点 据了解，比亚迪多年前曾尝试研究锰基电池并申请了相关专利，不过后续未有更多进展，目前比亚迪主打刀片电池。 事实上，具备诸多优势的锰基电池自身也有痛点。“锰元素的加入可以提升原本磷酸铁锂电池的能量密度，但与此同时，锰加入后，材料的锂离子扩散速度和电子电导率均会降低。因此，为了实现磷酸锰铁锂更高的放电比容量，需要减小材料一次颗粒尺寸，但小的纳米颗粒也带来一系列副作用，如压实降低、吸水性高，以及其导致的高温循环性能差和胀气问题。”夏永高表示。 “磷酸锰铁锂技术开发的难点在于解决电压双平台的问题，富锂锰基和层状锰酸锂技术开发的难点在于延长循环寿命的问题，目前，上述技术都还没达到实用阶段的水平。”墨柯坦言。 高工锂电认为，未来2-3年磷酸锰铁锂将更多的以复配三元材料方式加以应用。长远来看，随着其成本下降，循环性能改善，将加速完成从辅材到主材的升级过程。“磷酸锰铁锂现阶段单独使用还存在一些问题，其更适合用作三元锂电池的辅助材料，既可以兼顾能量密度，又可以提高三元电池的安全性能。”夏永高表示。 带动用锰需求 原材料供应紧张导致此前电池价格暴涨，近期价格仍维持在高位。目前，不少车企纷纷寻找性价比更高的电池，新材料、新技术层出不穷。清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高近日表示，未来动力电池很有可能出现更多材料体系方面的创新。从目前来看，钠离子低温充电、快充性能表现十分突出，锰酸锂、锰酸铁锂等锰基固态电池经济性、低温性能表现优异，两者凭借各自优势，均已进入新一代动力电池技术研发布局之列。 中金公司的研报指出，2022年开始，4680电池、CTB、磷酸锰铁锂电池、半固态电池、钠电池、锂电回收等有望陆续走向产业化。“原材料价格上涨越多，综合性价比越高的电池路线就越受欢迎，比如，磷酸锰铁锂等多种技术路线未来都会有参与竞争的机会。”新能源与智能网联汽车独立研究者曹广平表示。 据了解，锰酸锂电池目前已实现大规模量产，在两轮车市场有着较大市场空间，磷酸锰铁锂电池、富锂锰基电池仍处于规模化量产的推进过程中。

📅Published: 2022-06-07 12:37 夏普2022年6月6日发布消息称，研发出了纯电动汽车（EV）等用途的光伏电池。以往的产品采用以两块玻璃板夹住电池单元的结构，夏普使用薄膜代替了玻璃。新产品易于弯曲，还可以安装在车顶上。据介绍，夏普的产品改进了电池单元的配置布局，太阳光能量转换成电能的效率达到了32.65％，作为多个单元组合的光伏电池，转换效率为全球最高。 夏普的光伏电池 用于住宅等的通用光伏电池的主要材料是硅，有些波长的光无法转换成电能，发电效率较低。夏普的电池将铟、镓、砷等物质组合在一起，形成了3个化合物层。由于各层可吸收不同波长的光，发电效率更高。 夏普指出，虽然这种电池已在人造卫星用途领域实现实用化，但在纯电动汽车用途方面，存在的瓶颈是制造成本“比硅电池高出1位数以上”。夏普从2020年开始将光伏电池安装在纯电动汽车的车顶上进行公路行驶实验。 出处：见配图水印