【天博体育官网】这种电池有望让电动汽车“飞”起来

 公司动态     |      2021-09-13 07:44
本文摘要:近日,浙江新闻客户端记者从中科院宁波材料研究所官网了解到,该所研究团队已成功研发出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝-空气电池发电系统,并计划在近期推进金属-空气电池产业化。铝空气电池发电系统展会现场的金属空气电池是什么?简单来说就是把金属材料的化学能转化为电能的化学电源。 金属空气电池具有能量密度低、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、静电寿命长、安全环保等优点。

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近日,浙江新闻客户端记者从中科院宁波材料研究所官网了解到,该所研究团队已成功研发出基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝-空气电池发电系统,并计划在近期推进金属-空气电池产业化。铝空气电池发电系统展会现场的金属空气电池是什么?简单来说就是把金属材料的化学能转化为电能的化学电源。

金属空气电池具有能量密度低、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、静电寿命长、安全环保等优点。被国家列为《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,被国家发改委和能源局列为《能源技术革命创意行动计划(2016-2030年)》。随着智能电网、移动通信、电动汽车和应急救援的发展,低能耗、低成本、小体积、长寿命的新型化学电源的市场需求不言而喻。

仅在通信基站可用电源市场,根据几乎所有的统计数据,2016年我国通信基站数量接近600万,而传统的通信基站普遍使用大容量铅酸电池代替柴油发电机作为可用电源系统。目前使用的铅酸电池有1000多万套,体积小,质量差,使用寿命短,每3-4年更换一次。但金属空气电池具有比能量密度低(平均系统在400Wh/Kg以上)、储存时间好(15年左右)、使用时间宽(30~50h)、兼容温度范围长(20~ 60)等优点。

因此它是通信基站可用的铅酸电源的最佳和最合适的替代品。此外,金属空气电池的能量密度高达800Wh/Kg,是目前商用锂离子动力电池的4倍以上。在电动汽车增程器的应用方面也具有诱人的市场前景。

然而,金属空气电池行业的发展仍然面临许多技术瓶颈,影响其应用。毕竟有四个方面:一是目前开发应用的氧还原催化剂催化活性太低,电极功率密度有待提高;二是常规结构的空气阴极极化电阻小,难以满足大功率输入;三是金属阳极锈蚀严重,导致阳极利用率不低;第四,电池系统的热失控导致电池系统长时间无法工作。从2013年开始,宁波材料研究所动力锂电池工程实验室开始了金属空气电池的研究。

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该研究团队在石墨烯填充催化剂、新型结构空气阴极、金属阳极合金化、单电池制造技术等方面取得了一系列进展。其中,石墨烯填充锰基氧化物催化剂和新型石墨烯基高效空气阴极的使用使单电池功率密度提高了25%,大大提高了金属空气电池的综合性能。研究团队还对电池设计和系统集成技术进行了深入研究。

2015年成功研制出能量密度400Wh/Kg、容量3kWh、输出功率300W的镁空气电池发电系统。最近,基于石墨烯空气阴极的千瓦级铝-空气电池发电系统已经成功开发。电池系统的能量密度高达510Wh/Kg,容量为20kWh,输出功率为1000W,实际显示该系统可以同时为一台电视机、一台电脑、一个电风扇和10个60W灯泡供电,并对其发电和供电能力进行可行性测试。

与此同时,该团队还大力设计开发了一款5kW大功率铝空气电池系统,可作为通信基站的可用电源和电动汽车的增程器。据了解,该研究团队围绕金属空气电池的研究发表了申请人的10多篇SCI论文和20多项发明专利,不具备从关键材料和元器件、单体电池和模块化电池进行小规模试制的能力,计划在近期推进金属空气电池产业化。


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