(文章來源:太平洋汽車網(wǎng))
充電5分鐘通話兩小時或許能解決你手機電池的焦慮,但充電五分鐘開車兩小時肯定無法解決用車焦慮。目前的鋰電池技術(shù)難以解決此問題,研究人員把目光放在了新型電池上。IBM研究人員發(fā)文表示,目前他們找到了利用從海水中提取的材料,制造一種不含重金屬的新型電池,有望取代鋰離子電池。
因為動力電池的制造一直非常依賴重金屬,Cd、Ni、Mn、Zn、Hg、Pb等重金屬的用量一直居高不下,報廢的動力電池也將帶來極高的重金屬污染風(fēng)險和重金屬處理成本。特別全球動力電池生產(chǎn)廠商對鈷礦的開采,在非洲中部行成了一個規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)鏈,而這種開采對資源所有國而言是掠奪性的。
為此,IBM選擇在海水當(dāng)中提取動力電池制造的關(guān)鍵元素,而不是繼續(xù)沉迷在重金屬的怪圈當(dāng)中。雖然技術(shù)細節(jié)并沒有公布,但根據(jù)IBM電池研究實驗室(IBM Research Battery Lab)的說法,稱新電池使用了三種新材料制成,包括不含鈷和鎳的陰極材料和高閃點液體電解質(zhì)等。IBM表示,這三種成分均可從海水中提取,有效避免開采重金屬時造成的環(huán)境影響和人力成本。但是,IBM并沒有透露具體是哪三種成分。
據(jù)IBM介紹,新電池制造成本更低、充電速度快、不易燃、不含重金屬,比目前的電池技術(shù)更加環(huán)保。在功率密度和能源效率等方面,都優(yōu)于目前的鋰離子電池。這款電池專為電動汽車和通常以電池組為能量源的車輛而設(shè)計。
IBM提到,新電池的突出特點之一是:充電時間快。在充電過程中,通過這種獨特的陰極和電解液組合可以在充電時抑制鋰離子金屬結(jié)晶化的可能性,從而降低可燃性。性能方面,IBM 稱這項技術(shù)能讓全新的電池擁有更大的功率密度,至少能達到 10kW/L,能量密度能達 800Wh/L,能量轉(zhuǎn)換效率可超 90%,速度也非常驚人,短短 5 分鐘可充 80%。
成本較低:因為不含鈷、鎳和其他重金屬,活性正極材料往往成本較低。更快的充電速度:不到80分鐘即可達到80%的充電狀態(tài)(SOC),而不會損害特定的放電容量。高功率密度:10000 W/L以上,超過目前鋰離子電池技術(shù)所能達到的水平。
高能量密度:超過800 Wh/L,可與目前最先進的鋰離子電池相媲美。卓越的能效:超過90%(IBM定義為“電池放電能量與電池充電能量之比”)。出色的能源效率:超過90%(根據(jù)電池放電能量與電池充電能量之比計算)。不易生成鋰枝晶,短路自燃的概率極低
IBM發(fā)現(xiàn)這種新型電池的充放電極限特別高,如果充電機的功率足夠大,供電線路也能承受如此高的負荷,那么5分鐘充滿80%的電量也是可能的。舉個例子吧,裝載100kWh此類電池的純電動車,最快可以5分鐘充80度電,折合成1小時的話就能充上將近1000度電,能把整個小區(qū)都跳閘。
為了從早期的探索性研究轉(zhuǎn)向商業(yè)開發(fā),IBM團隊已經(jīng)與梅賽德斯-奔馳、電池電解質(zhì)供應(yīng)商Central Glass、電池制造商Sidus展開合作。研究人員將利用人工智能,進一步提高電池性能,并尋找更安全、性能更好的材料。
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