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续航1000km!丰田研发新型氟离子电池

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-04-09   来源:www.taopai168.com   作者:车商融   浏览次数:529
二手车讯】:双方正在研究的新型氟离子电池,单位重量的能量大约是传统锂离子电池的7倍,可以让电动汽车一次充电行驶1000公里。

  双方正在研究的新型氟离子电池,单位重量的能量大约是传统锂离子电池的7倍,可以让电动汽车一次充电行驶1000公里。

据日本经济新闻报道,丰田和京都大学研究职员正在联合开发新一代电池技术,该技术有潜力将比现在标准锂离子电池更多的能量塞入一个体积小、重量轻的电池组中。

  该团队开发了一种基于氟的可充电电池原型。氟离子电池是通过氟离子导电电解质将氟离子从一个电极转移到另一个电极来发电的。

  这个原型的阳极或负电荷电极由氟、铜和钴组成,而阴极或正电荷电极主要由镧组成。研究职员已经证实,该电池原型具备更高的理论上的能量密度,这可能使它的续航时间比目前的锂离子电池长7倍。

  近年来,因为锂离子电池性能和减速能量收购系统的改进,电动汽车的续航里程显著增加。减速能量收购系统借助制动产生的电能为电池充电。比如,特斯拉和日产汽车的一些最新电动汽车,在理想条件下每次充电最多可行驶600公里。但专家表示,锂离子电池的能量密度在理论上存在限制,这意味着它们的续航里程范围不可以进一步扩大。

  京都大学和丰田企业的研究职员已经转向氟离子电池,由于理论上它有更高的能量密度。这意味着更小、更轻的电池具备与锂离子电池相同的性能,或者,假如它们的尺寸和重量与目前的锂离子电池相同,那样在两次充电之间可以提供更长期的电量。

  研究职员用固体电解质来代替锂离子电池中一般用的液体电解质。这种固态电池的一个重要优势是它们不会失火,这意味着工程师不必担忧创建预防过热的系统。

  研究职员觉得,固态FIB电池可以解决电动汽车充电一次就能行驶1000公里的难点。不过,很多专家仍然持怀疑态度。最大的挑战是,到现在为止,FIB电池只能在高温下工作。也就是说,当固态电解质被充分加热时,氟离子才会向极化电极移动。这使得FIB电池对很多顾客应用程序不切匹配。所需的高温也会致使电极膨胀。

  京都大学和丰田研究小组称,他们已经找到了一种预防电极膨胀的办法,即用钴、镍和铜的合金制造电极。该团队计划调整用于阳极的材料,以确保电池可以在不损失容量的状况下充电和放电。

  2018年,本田研究院的科学家、加州理工学院和美国宇航局喷气推进实验室的研究职员通过FIB电池技术达到了一个要紧的里程碑:可以在室温下操作电池,而不是将电池加热到高温。

  在《科学》杂志上发表的一篇论文中,加州理工的研究者合著者Robert Grubbs表示,“氟电池可以有更高的能量密度,这意味着它们可以用更长期——比目前用的电池用时间长8倍。”

  日本和国外的其他研究也在探寻锂离子电池的替代品。镁离子和铝离子是最有期望的候选者之一。但开发这种电池的角逐很激烈。大阪一家研究机构锂离子电池技术与评估中心网盟的实行董事Yasuo Ishiguro说,哪个能研发出性能最好的可充电电池,哪个就能成为这一重要技术范围的全球领导者。

  电池市场收益丰厚,预计全球销量将在三年内突破6万亿日元。可充电电池技术的进步不只会带来更好的电动汽车。这将使它们成为太阳能等可再生能源发电的常见存储媒介,帮为社会提供清洗能源。

  尽管大家对氟离子电池的期望愈加大,但它们暂时还不会进入市场。很多专家觉得,商业上可行的氟离子电池可能要到本世纪30年代才会商业化。锂离子电池的原型在1985年被开发出来,但直到1991年才开始商业化。

  日本在化学和最大化商品性能所需的系统集成方面不太善于,因此电池范围的霸主之战将会是一场艰苦的战斗。在AI和下一代计算技术方面处于领先地位的美国和中国,将在电池角逐中成为让人生畏的对手。

  为了跟上这一趋势,日本还需要一个将电池大规模生产和市场开发结合起来的策略。2000年左右,来自中国和韩国的新对手通过底价商品抢占了市场份额,使日本公司失去了在全球锂电池市场的优势。所有这部分国家的公司都决心在为将来提供动力的电池市场上抢占一席之地。

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