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美國麻省理工研發出新型電池

更新日期:2006-12-22  作者:佚名  來源:新材料產業網

讓電池真正“驅動”汽車,這是人們長期以來對電動汽車的期望。日前,美國麻省理工學院的新型電池技術成果,讓人們的這一期望向現實“駛近”了一大步。   

    在第15屆雙層蓄電池和電動混合燃料車國際會議上,麻省理工學院研究人員稱,他們利用納米技術,開發出經濟可行的新型鋰鎳錳氧化物改性電池。相比目前的電池來說,新型電池能效高,充放電時間短,價格低,穩定性和安全性能好,可以很好地滿足電動混合燃料汽車的動力要求。

   麻省理工學院的研究人員強調,新型鋰鎳錳氧化物改性電池可能會給電動混合燃料汽車工業帶來革命性的進步。目前,鋰電池仍然不具備給汽車提供動力的能力,因為鋰電池的充放電所需時間太長,而且安全性能也不好。普遍使用鎳鈷電池存在著安全風險,而且所用的鈷材料價格不菲,這些安全風險在小型設備尚可控制,但用于電動汽車的大型電源動力方面就不可行。現在的電動混合燃料車使用的是鎳氫化物電池,但它只能在汽車減速或靜止時迅速地再充電。而新型電池能夠保證在10分鐘之內完成充電或放電工作,這使得新型電池距離電動混合燃料汽車所需的充放電時間的要求更近了。

   新型鋰鎳錳氧化物改性電池同時使得百年以來的電池發生了很大變化,特別是其能源儲備系統。研究人員介紹說,自19世紀以來,常規電池的能量來自電池的化學反應,而這一次,他們利用碳納米管結構的特性,改進了鋰鎳錳氧化物電池的能源儲存系統,這一關鍵的儲能系統也叫做超級蓄電器。超級蓄電器將能源作為一個電場來儲存,其能效比常規的電池能效更高。作為一個工作單元,超級蓄電器充放電速度更快,而且“爆發力強”。除了保證電動混合燃料汽車正常路面上行駛外,新型電池還可以提供車輛加速或爬坡用的動力。

   據介紹,新型電池的優越供電性能歸功于其材料的改性。科學家此前就知道鋰鎳錳氧化物能夠存儲很多能量,但是這種材料充放電所需時間太長,沒有商業應用價值。麻省理工學院的研究人員開始考慮改變鋰鎳錳氧化物的材料結構,讓其鎳錳金屬層被氧化物從鋰層中隔離開來。在這一過程中,主要的困難是材料的晶體結構太混亂,這意味著鎳和鋰金屬層相互干擾,影響了鋰離子充電速度。由于電池的電荷由鋰離子攜帶,所以要提高電池充放電速度就必須提高鋰離子運動速度。于是,研究人員利用碳納米管技術,設計合成出一種排列有序的晶體結構,使得鋰離子能在金屬層之間自由流動,從而保證改性的鋰鎳錳氧化物材料能迅速地充放電。據稱,其充放電速度是未經改性的鋰鎳錳氧化物電池的10倍。

   新型電池項目的負責人、麻省理工學院材料科學與工程教授塞得爾說,新型電池在電動混合燃料汽車等方面具有巨大的商業潛力。目前,已有幾個公司已經對這項新型電池技術表示了興趣。新型電池不僅可以用作電動混合燃料汽車動力,還可作為再生能源的備用能源,還可以替代目前小型電子設備廣泛使用的鎳鈷氧化電池,包括用作如手機、筆記本電腦、可充電的個人商務通,以及跑步機上的電源

   不過,電池行業界不少專家也認為,在新型鋰鎳錳氧化物改性電池商業化之前,整個電池制造過程還需要進一步降低成本,并做其他的一些改進。

 etyjtykjuy
 
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