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伯克利实验室推新型LiS电池技术有望解决电动汽车续航问题汽车电子万芳

发布时间:2020-02-14 11:10:48 阅读: 来源:玻璃磨边机厂家

伯克利实验室推新型Li/S电池技术 有望解决电动汽车续航问题 - 汽车电子 - 电子工程网

所以,在日常使用电动汽车的时候,电池的电量并不会充满100%;多是保持在40%-60%这个水平上。一是避免完整的充放电缩减寿命,二是在各种温度下降低衰退率,三就是为电动汽车的能量制动回收留下空间。所以,像是Model S这类采用钴酸锂电池的车型,在设计之初就考虑到了电池组的拆卸情形。

据悉,这种新型的锂离子-硫电池的单电池结构(Cell-level),能量密度可以达到500 W·h/kg,比当前的锂离子电池的密度(~200 W·h/kg)高出两倍多。即便在经过1500多次完整充放电后,其电量容量依然可以保持较高水平(740 mA·h/g硫)。如果要实现目前汽油车辆300英里(约480公里)的续航,那么单电池结构的能量密度就必须要到达350至400W·h/kg。所以这种新型Li/S电池的能量密度理论上完全可以满足这一需求。

不过,伯克利实验室的新构想依然面临着巨大的挑战,那就是电池的寿命。尽管能实现1500次的完整循环充放电,但从实用性和经济性的角度讲,这还远远不够。原因是,在放电过程中,锂离子的多硫化物容易从阴极消融,与锂阳极发生化学反应生成Li2S,从而形成一个反应屏障。这就是为什么在经过几次充放电后,电池的容量开始减少。

目前在电动汽车动力电池领域,锂离子电池已经取代了传统的镍氢电池成为市场新宠,它的能量密度高、输出功率大,并且冲、放电速度快。我们常见的,无论是钴酸锂电池还是磷酸铁锂电池,都是锂离子电池的一种。尽管如此,当前流行的锂离子电池仍然存在几大挑战,如稳定性较差、容量易衰退,以及能量密度依然不及汽油燃料。

这些限制造成了电动汽车用车中所谓的“续航焦虑”(Range Anxiety)。对于电动汽车的普及来说,这并不是个小问题。尤其是没有汽油机作为备用动力的纯电动汽车。之前Elon Musk驾驶Model S横跨美国,也是为了进一步打消市场对Tesla电动汽车的续航能力质疑。目前,伯克利国家实验室正在寻求合作伙伴,来进一步解决Li/S电池的寿命问题。其中,中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所也参与该技术的研究。

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