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專家分析未來生活人們對電池需求和未來蓄電池的走勢專家分析未來生活人們對電池需求和未來蓄電池的走勢 德國工研院(Fraunhofer-Gesellschaft)移動能源存儲系統(tǒng)項目經(jīng)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(dāng)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(zhuǎn)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(dāng)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! 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(shè)計。 每一個電芯大約50%的空間被組件占據(jù),比如外殼、正極、負極、電解質(zhì)(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(shè)計浪費空間。”沃爾特說,“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(xué)家決定調(diào)整電池的整體設(shè)計。怎么做的呢?科學(xué)家剔除封裝單個電池的外殼,用薄片式設(shè)計取代圓柱形設(shè)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(cè)是正級,另一側(cè)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(xué)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。 |