Tag: 锂离子电池

📅Published: 2021-10-18 18:03 据英文媒体报道，固态电池研发公司Solid Power公布了自己研发的全固态电池技术在安全和性能两方面的数据，显示出电池优秀的比能量和高安全性。 其2Ah高容量硅电池在三种条件下的测试情况： 针刺：在室温下满电的电池被导电针刺穿，损坏的电池并没有出现任何危险状况，如自燃、泄气。在测试过程中，电池温度仅略有升高，最高为27℃。 电池过充：充满电的电池在室温下以一小时(1C)的充电速率连续充电至高于典型电压上限，电池在压缩和未压缩的情况下进行测试。充电达200%时，Solid Power的电池不会发生起火、泄气或材料损失等危险。电池受压时的最高温度为35℃，未受压时的最高温度为69℃。 外部短路：充满电的电池进行短路测试，在测试过程中没有产生起火、泄气或材料损失等危险。 Solid Power表示，其高含量硅电池能够达到350Wh/kg的堆栈级比能量，同时可实现750次循环，容量保持率为80%。在45℃和室温下均实现了1,000多次循环，容量保持率超过80%。Solid Power已记录了650次循环，在接近室温的条件下，每五个循环进行一次2C速率快速充电。 Solid Power的全固态电池采用了硫化物固体电解质，替代了一般锂离子电池中使用的电解液和凝胶电解质。具备不可燃的特性，降低电动汽车自燃的风险。相较于锂离子电池能量密度提升50%，使用的金属锂阳极是石墨阳极的10倍。 早前，宝马和福特领投Solid Power的B轮融资，并计划在2022年初采购部分电池进行测试。据Solid Power介绍，目前正在扩建在科罗拉多州的工厂，准备在2022年初开始试生产固态电池产品。 Solid Power公司拥有一支世界级的电池研究员和工程师团队，公司其核心技术在于高容量的复合材料阴极：复合阴极将阴极材料颗粒（正交晶型的二硫化亚铁FeS2)，固态电解质与少量可能增加导电性的添加剂结合。形成的复合阴极具有比目前最先进的以LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2为阴极，是采用石墨为阳极的电池容量的三倍。

📅Published: 2021-09-24 11:32 据外媒报道，德国配件公司马勒(Mahle)跟电池制造商Allotrope Energy合作提出了一种新的电动汽车快速充电解决方案。这两家公司联合打造的新型锂碳电池借鉴了超级电容器的元素，其充电时间跟内燃机汽车的充电过程相当，同时还提供了一些其他的环境效益。 马勒动力总成公司的研究主管Mike Bassett博士说道：“里程焦虑经常被认为是电动汽车普及的主要障碍，但如果电池可以在为传统内燃机汽车充电的同时充电，那么大部分担忧就会消失。” 马勒曾于今年早些时候发布了一款不使用磁体的廉价电动汽车发动机，它通过跟Allotrope Energy的合作将这种想法转化为电动摩托车并指向城市中越来越多地使用汽油驱动的车型以应对按需经济。当时的想法是开发一种便宜、容量小的锂碳电池，这样就能使得电动汽车在最短的充电时间内保持行驶。 他们的解决方案是由传统锂离子电池中常见的高速率负极组成，这种负极跟超级电容器中常见的负极结合，由有机电解质隔开。据称，这将带来超级电容提供的巨大功率密度和充电能力，另加上锂电池的优越能量密度，由此产生的锂碳电池可提供高达20kW的快速充电速率。 根据对半径为25公里的模拟快餐服务进行的分析，使用传统的500Wh电池需要电动摩托车在换班期间靠边停车并花上30分钟充电。为了进行比较，该团队表示，由于其超快的充电速度，新型电池组可以在90秒内为这些汽车充电。 此外，该团队的锂-碳电池不使用稀土金属，完全可回收，而且据称不容易受到热失控事件的影响，而热失控事件会导致电池过热和损坏。 Bassett说道：“随着按需经济的兴起，用于外卖等城市配送的汽油动力轻便摩托车的使用量迅速增加，这导致了我们城市的空气质量问题。到目前为止，如果不维持昂贵的可更换电池库存或更换更大、更重的电动汽车而增加能源消耗，实现这些交付产品的脱碳是很困难的。” Bassett于本周在英国举行的Cenex低碳汽车展上展示了这一突破技术。 编译：cnBeta.com

📅Published: 2021-07-16 16:39 据外媒报道，特斯拉申请一项新专利，涉及使用食用盐从矿石中提取锂的工艺。该锂提取工艺可将相关成本降低30%。 （图片来源：electrek） 在名为“从粘土矿物中选择性提取锂”的专利申请中，特斯拉描述了当前提取方法存在的主要问题： 锂是锂离子电池和电动汽车产业的战略性金属。为了降低电池和电动汽车的成本，找到一种能够经济有效地从各种锂源提取锂的方法，具有重要意义。通常开采的主要锂源是锂卤水，因为从中提取锂的成本较低。然而，随着对锂离子电池的需求不断增加，有必要寻找其他锂源。 另一种提取锂的方法是，从粘土矿物中提取锂。在这一过程中，通过酸浸获得锂。将粘土矿物与普通无机酸的水溶液混合，如H2SO4或HCl，然后在常压下加热以浸出粘土矿物中所含的锂。采用这种酸浸法，不仅可以浸出锂，而且能浸出高浓度杂质，包括钠、钾、铁、铝、钙和镁。然后，去除杂质元素，尤其是铝，这会造成大量锂损耗，可能显着降低整体锂提取率。此外，采用这种高酸耗和复杂的浸出液纯化方法，也使整个提取过程的成本效益较低，而且不环保。 特斯拉在专利申请中总结了自己的新方法： 在所描述的从粘土矿物及其组合物中提取锂的方法中，提取过程包括提供含锂的粘土矿物，将阳离子源与粘土矿物混合，对粘土矿物进行高能研磨，并进行液体浸出，以获得富含锂的浸出溶液。 这比仅添加食盐要稍复杂一些。但据特斯拉在专利申请中介绍，主要的阳离子源确实是NaCl。 特斯拉描述，在该工艺的研磨过程中添加NaCl的效果： 测量在研磨过程中添加NaCl的效果。NaCl粉末和细粘土矿物颗粒的重量比例为3:97，即NaCl与总混合物（即NaCl + 粘土）= 3%；并且相应的Na:Li摩尔比约 2.7:1。将这些NaCl粉末和细粘土矿物颗粒称重，并放入PM100行星式球磨机，以500　rpm的转速连续研磨长达3小时。然后，收集磨过的NaCl/粘土混合物，并将其转移到玻璃反应器中进行水浸出。将31克NaCl/粘土混合物装入反应器中并加水，以产生150克的浆液，其中盐/粘土混合物与水的重量比为1:4（即水中含20 wt.%的盐/粘土混合物）。浆液形成后，在90℃ 和1000 RPM下进行20分钟水浸出。在浸出过程中，使用冷凝器，将水损失降至最低。使用5um过滤纸进行后续过滤，然后收集浸出溶液，用于进行化学成分分析。

📅Published: 2021-05-26 11:26 电动车发展势头正佳，而关于三元锂和磷酸铁锂的路线之争也从未消停，刀片电池、弹匣电池等名头，无不向世人传递出一个信号：我才是动力电池的未来。但结果真的会如此吗？答案是未必。 最近，宁德时代董事长曾毓群对外透露，将于今年7月前后发布钠电池。 按照专家的说法，钠电池是一种“不依赖资源”的新型电池，不会像锂电池那样受上游原材料的供应以及价格变化影响，未来不存在发展瓶颈。 于是，吃瓜群众们不仅好奇：钠电池究竟是个啥？跟锂电池相比，钠电池的优点和不足又是什么？到底谁才是动力电池的未来？ 钠电池是什么？ 跟锂电池的命名方式一样，钠电池的全称叫做“钠离子电池”，其工作原理，就是通过钠离子在电极之间的移动来实现充放电过程。 两者工作原理略有不同的是，锂电池是通过锂离子在正负极之间移动、转换实现充放电，而钠电池是由钠离子在正负极之间的嵌入、脱出实现电荷转移。 ▲钠离子电池基本工作原理 简单来说，这不就是将锂离子换成了钠离子么？是的。而且，跟锂电池类似的是，钠电池在正负极材料的选用上也比较多元化，不同的电极材料能在电池能量密度方面带来不同的表现。 关于钠电池最早的研究，始于上世纪70年代的第一次石油危机期间，只是没有像锂电池那样进展迅速，此后相关研究越来越少，直到2010年之后，钠离子电池才与太阳能等可再生能源一起同步发展，以丰富储能体系。在这方面，欧美起步稍早，大概在2011年和2012年分别有公司涉足相关领域，美国能源部对此也有一定支持。 2012年，日本丰田曾发布一种钠离子电池正极材料，在当时就已经能将电动车续航里程提升到500-1000公里。 ▲各类高倍率性能钠离子电池正极材料的设计策略 在我国，包括中科院在内很多科研机构也在开展钠电池的研究，科技部2016年为此专门立项，今年4月，国家发改委和国家能源局发文，提出要支持储能多元化发展，以及加快钠离子电池开展规模化。 从产业化推进速度和专利布局来看，目前我国在钠电池领域处于领先地位。 钠电池各项性能如何？ 既然大家都重视，那钠电池理应比锂电池更有优势才对。 可是，至少在目前看起来，跟如今应用最广泛的两种动力电池（磷酸铁锂、三元锂）相比，钠电池的主要性能指标其实并不具备明显优势，甚至在消费者十分看重的能量密度方面还处于劣势。

📅Published: 2021-05-18 18:56 哈佛大学日前公布最新科研成果，一款很有希望量产固态电池远星研制成功。 这款锂金属固态电池很稳定，在高能量密度设定下，仍可实现充放电循环超10000次。用在电动汽车上，预期寿命可达到10~15年都不用更换。 快充方面，由于高电流设定，10~20分钟即可满血。 此前，锂金属固态电池研制的困难在于它不太理想的化学挥发性。当锂电池充电时，锂离子从阴极移动到阳极。有了锂金属阳极，移动的锂就会在阳极表面和更远的地方形成针状的树形结晶结构。然后，这些树突会转成电解质，将阳极和阴极分离开来，从而导致电池故障，甚至起火。 不过，哈佛的方案采用了类似三明治的结构解决了上述问题。 研究人员称，在设计之处，他们就考虑到量产商用的可操作性，好在锂金属固态电池具备灵活可伸缩的生产过程，可与当前的锂离子电池产线相兼容。 出处：头条号 @朱哥趣漫

📅Published: 2021-03-18 19:23 为智能手机、笔记本电脑和电动汽车提供下一代能源存储的众多潜在途径之一是使用固态电解质，以取代目前锂电池中使用的液态电解质。美国的一个研究团队已经开发出了这种固态电池的原型，克服了这一领域的一些关键障碍，通过使用一种新颖的自愈合材料展示了稳定的高容量存储。 在今天的锂离子电池中，当电池充放电时，液态电解质携带锂离子在一对电极之间来回移动。如果电解质可以用固体材料代替，它可以使电池更安全，同时提高能量密度。实验证明，这种电池的储能能力是目前锂离子电池的两倍。 问题是，当电池循环时，一种叫做枝晶的触须状结构会在其中一个电极表面生长。随着枝晶的生长，电池的寿命和效能都会受到极大的影响，甚至有发生短路失效和起火的风险。因此，想出一种能够绕过这个问题的固态设计将是一个巨大的突破。 此次，来自麻省理工学院（MIT）、得克萨斯州农工大学、布朗大学、以及卡内基梅隆大学的研究团队，已经提出来一种相当有希望的新解决方案。研究人员开发了一种由钠-钾合金制成的半固态金属电极，并将其比作牙医的补漏材料。在具有牢固特性的同时，这种新型材料还能够流动和成型。 据了解，这种材料有适量的韧性，所以当它接触到固体电解质时，它就不会形成通常在完全固态但更脆的电极材料中会出现的微小裂纹，这种裂纹通常会导致枝晶的形成。 研究人员表示，“我们的初衷就是开发基于精心挑选的合金电极，以便引入一种可以作为金属电极自愈成分的液相材料。” 在电池循环过程中，操作温度使材料保持在适当的半固态状态，以适应高电流（大约是使用固态锂的20倍），而不会形成枝晶。这还同时解决了迄今为止固态电池的另一个缺点——超高的电流密度。 在当前的研究者，科学家们提供了两种避免枝晶形成的设计思路，其一是将固态电解质与电极直接接触、而另一种则是将液态金属合金夹在两者中间。 在这些实验性设计的早期结果的鼓舞下，研究人员现在正在研究将该技术应用于不同固态电池结构的方法，并对其可能性持乐观态度。 研究合著者、卡内基梅隆大学机械工程学教授 Venkatasubramanian Viswanathan 表示，“我们认为可将这套方案转化并用于任何固态锂离子电池，并且涵盖从手持设备、EV动力电池、以及电动航空等广泛的领域。” 撰文：财联社 @黄君芝

📅Published: 2021-01-10 19:55 蔚来固态电池 1月9日，蔚来发布了固态电池包，总电量可达150kWh电池包，装配在ET7上，续航里程将超过1000km。 蔚来方面表示，该电芯密度达到360Wh/kg，电池包能量密度能提升50%。   蔚来汽车官方透露，搭载这种技术的蔚来电动车预计将于2022年第四度交付。这是首款明确确定了量产商用固态电池的车型。   可以看到，作为最有希望的下一代电池，固态电池似乎已经到达产业化应用的前夜。   被称为下一代的电池技术有很多，除了固态电池，还有锂空气电池、锂硫电池等等。   这些技术的进展如何？优势和短板又有哪些？   2021年1月9日，国轩高科第十届科技大会第二天，中科院物理所研究院李泓、厦门大学教授董全峰和中国科学技术大学教授陈春华就对上述三种技术的进展状况进行了阐述。 1 固态电池有望率先量产   蔚来日上，蔚来透露，采用的固态电池采用了原位固态化技术。根据《电动汽车观察家》目前掌握的信息，北京卫蓝新能源科技有限公司一直在研发原位固态化技术，很有可能就是蔚来的供应商。