科學家開發(fā)出薄片式電池

2017-05-15 09:11:53 來源 : 環(huán)球網

關鍵詞：電池

????????中國國際警用裝備網訊：?科學家剔除封裝單個電池的外殼，用薄片式設計取代圓柱形設計。金屬片上涂有能源存儲材料，一側是正極一側是負極。

　　根據AAA的報告，美國司機平均每天駕駛汽車行駛30英里（48公里），雖然電動汽車充電一次的續(xù)航距離相當于數字的3倍，不過還是有許多人不愿意購買。這就是所謂的“里程擔憂”問題，汽油汽車仍然統(tǒng)治著公路，里程擔憂是主要的原因之一，不過一個科學家團隊試圖化解這個問題。

　　德國工研院（Fraunhofer-Gesellschaft）移動能源存儲系統(tǒng)項目經理沃爾特（Mareike Wolter）與一個團隊攜手合作，正在研究一種新電池，它可以讓電動汽車充電一次續(xù)航620英里（1000公里）。

　　沃爾特介紹稱，項目于3年前啟動，當時德國工研院與同蒂森克虜伯系統(tǒng)工程（ThyssenKrupp System Engineering）、IAV汽車工程的研究人員聚在一起，討論如何改進汽車鋰電池的能源密度。他們將目光轉向了流行的全電動汽車特斯拉，由此開始研究。

　　特斯拉最新的汽車Model S 100D安裝100千瓦時電池組，續(xù)航里程約為335英里（540公里）。電池很大，約有16英尺長、6英尺寬、4英寸厚。電池組包含了8000個鋰離子電芯，每一個都裝在圓柱外殼中，圓柱大約 2-3英寸（6-7厘米）高，直徑0.8英寸（2厘米）。

　　沃爾特告訴Live Science：“我們當時就想，如果使用的空間與特斯拉電池是一樣的，但是能源密度更高，可以讓續(xù)航里程達到1000公里，那將是十分棒的一件事?！?/p>

　　她認為，要達到目標有一個辦法，那就是優(yōu)化電池材料，讓它存儲更多的能量；除此之外還有另一種辦法，那就是改進系統(tǒng)的整體設計。

　　每一個電芯大約50%的空間被組件占據，比如外殼、正極、負極、電解質（一種液體，讓帶電粒子移動）。如果將電芯裝進汽車需要的空間更大，因為要用線將電池與汽車的電力系統(tǒng)連接起來。

　　“這種設計浪費空間?！蔽譅柼卣f，“在系統(tǒng)中有許多不活躍的組件，在我們看來，這是一個問題。”

　　于是乎，科學家決定調整電池的整體設計。怎么做的呢？科學家剔除封裝單個電池的外殼，用薄片式設計取代圓柱形設計。金屬片上涂有能源存儲材料，它是用粉末陶瓷和聚合物粘合劑制造的。金屬片的一側是正級，另一側是負極。

　　研究人員將所謂的雙極性電極一個一個堆疊起來，如同將一張張紙疊起來一樣，電極之間用薄薄的電解液分開，里面還有一種材料防止電荷短路。然后科學家將疊起來的薄片封裝，規(guī)格約為10平方英尺（1平方米），它的上部與下部與汽車電力系統(tǒng)連接。

　　科學家的最終目標就是開發(fā)一個電池系統(tǒng)，空間大小與特斯拉汽車或者其它電動汽車的電池一樣。沃爾特稱：“在相同的空間內我們可以放進更多的電極，存儲更多的電能?！彼€說，研究人員的目標是在2020年之前在汽車上測試系統(tǒng)。

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