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2020年动力电池技术进化引发新能源市场变革
随着电动汽车动力电池技术的快速发展,动力电池系统能量密度从最初的不到100wh/kg已经发展到目前的180wh/kg。而据动力电池业内人士表示,2020年动力电池单体能量密度超过300wh/kg,系统能量密度达到240wh/kg已无悬念。如果对240wh/kg这个数字没有什么概念的话,那如果说一台紧凑级纯电动汽车充满一次电能够行驶超过800km,就能够清楚的知道这个系统能量密度240wh/kg是什么意思了。电动汽车可以跑的更远的同时,一个重要问题出来了:充电效率跟续航里程一样,制约着电动汽车的发展和普及。随着三电系统电压的提升,原本400伏电压平台将逐渐的被摒弃,而以保时捷Taycan为代表车型的800伏电压平台,以及比亚迪为代表的600伏电压平台,将逐渐取代老旧的400伏电压平台。除了系统成本降低、效率提升之外,高电压系统最大的好处就是让电动汽车的充电效率大幅提升。以保时捷taycan为例,保时捷taycan的充电功率最高达到了250千瓦,充电5分钟可行驶100公里。而目前市场上销售的绝大部分车型的最高充电功率仅仅维持在60-80千瓦左右。而以国家电网为主导的360千瓦快充标准及整车应用,也将合适时机与北汽新能源联合推出。可以想象,2020年及以后的2年内,电动汽车单次续航里程以及充电效率将基本上解决。一台单次充电续航800公里、充电时间只有20分钟左右的电动汽车,已经基本上具备了颠覆传统燃油汽车的能力。冬季电动汽车续航里程缩水,又一个重要问题出来了:在气温低至-20℃的冬季室外使用手机,续航能力将大大降低,基本上10分钟左右手机就会直接关机。这是锂离子电池的特性,低温环境下电池活性会迅速降低导致。同理,一台电动汽车在冬季的低温环境下正负极之间的离子移动将变得困难,对应的电池的活性也将大大的降低。所以,很多电动汽车车主在冬季使用车辆的时候发现,续航里程往往只能达到其他季节的一半左右的表现,同时充电的效率也大大的降低,甚至于在较为极端的环境下根本充不进去电。似乎动力电池热管理已经成为业内的最大难题。如果没有好的解决方案,电动汽车在高纬度地区的普及将大大受阻。这个问题如何解决似乎已经成为业内的最大痛点。如何解决动力电池极端气候充放电效率不足,另一个重要问题出来了:现在,已经有很多的车厂或动力电池厂商,通过物理保温的方式给电池系统加上隔热性能较好的保温材料。这样一来,动力电池总成在冬季低温环境下的确可以获得较好的保温效果。通过物理隔热可以缓解冬季低温环境动力电池活性降低、续航里程严重缩水的问题。但是夏季高温环境下,动力电池散热弊端又显现出来。目前三元动力电池普遍都有热稳定性差,动力电池温度超过200℃就会造成热失控,并导致电池起火甚至爆炸的危险。相交于冬季续航里程严重缩水,夏季动力电池热失控起火爆炸的危害似乎更甚。所以最近两年采用物理隔热的方式的还较少。没有办法彻底解决高温环境下的热失控的问题,冬季低温环境的保温或者加热的需求似乎需要靠边站。而目前我们在市场上能够买到的电动汽车,更多的在高温热失控方面做足了功课,汽车厂商宁肯冒着冬季被广大的用户诅咒和谩骂,也不愿意冒着高温热失控导致车辆起火爆炸的风险,去解决冬季低温环境的续航严重缩水的问题。难道真的就没有解决的办法了吗?其实从今年开始,国内的部分动力电池厂及整车制造商,已经开始在这方面持续的探索、测试并取得了一定的成绩(装车验证)。首先,在动力电池包结构方面,明后两年原本异形结构的动力电池技术将逐渐的变成平板动力电池技术。原本在后座椅下面凸起或者做成“土”字形的动力电池总成将被逐渐淘汰。而纯平面的超薄方形电池技术和成品将逐渐普及并装车全面应用。其次,动力电池总成的厚度也将控制在10-15mm左右,而容纳电芯的模组结构也将取消,取而代之的是电芯单体直接成组的结构(也就是宁德时代所宣传单CTP cell to pack结构)。随着动力电池总成结构的改变,热管理系统技术和控制策略也将发生根本的改变。动力电池总成内部的电芯(单体)被侧向设定,电极一面将布置在电池总成的外侧并放置导热槽结构,确保一旦发生热失控的时候,能量流将通过导热槽的预设渠道释放至动力电池总成外部。同时,在电池单体之间通过气凝胶隔热(保温),避免或减缓电芯热失控后对旁边电芯影响,延长电池总成能量释放的时间,给乘员提供更长的逃生时间。在高温热管理方面,除通过BMS(电池管理系统)多点监控电池温度的变化之外,平板式的“口琴管”结构将铺满整个动力电池总成上下表面,“口琴管”结构中间流通的冷却液通过主动式循环将多余的“热量”迅速的循环并由水冷板模组接入电动压缩机带来的“冷量”进行交换式主动冷却降温。在低温热管理方面,除通过PTC模组加热冷却液(不超过35℃)让电池迅速升温之外,在热循环结构之上也同时采用了隔热性能良好的保温材料进行包覆。确保在极端低温环境之下尽量保持动力电池内部电芯的温度处于15摄氏度以上。而保温材料下层的“口尽管”结构也能够在夏季高温工况拥有迅速释放“热量”的能力,避免热失控的发生。笔者有话说:新能源情报分析网早在2006年开始追踪新能源技术军用化和民用化发展。由于在2014年之前,中国新能源未能形成完整、成熟且低成本的全产业链,以至于制约新能源车发展的动力电池技术不能很好地“通过市场手段”推广。2014年之后,中国开启新能源核心技术、整车应用及全产业链作为重要政策全速发展的新时期。今天,通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力,在未来的两年之中,电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面,将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后,电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。至此,电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多,凭什么跟燃油汽车直接竞争?关于这一点,笔者想说的是,全面竞争的开始一定是从高品牌附加值(比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始)开始与燃油汽车直接竞争,至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上,要么需要等到新能源汽车产业规模足够大,整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。文/新能源情报网特约评论员
来源:新能源情报分析网
行业洗牌加速 动力电池企业急谋出路
中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会最新公布的数据显示,截至11月,我国动力电池装机量连跌四个月。目前,新能源汽车配套的动力电池企业数量不足70家,仅11月就有两家企业倒闭。行业淘汰赛升级,企业纷纷寻求新出路。利润整体下滑中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会研究部数据显示,1-11月,动力电池累计装机52.47GWh,同比累计增长18.94%,增长幅度进一步收窄。据了解,仅11月就有30家动力电池企业同比增速处于负增长。目前,我国动力电池企业装机量前三分别为宁德时代、比亚迪、国轩高科。财报显示,宁德时代第三季度净利润下滑7.2%,比亚迪狂降88.58%,国轩高科微增3%。受装机量下降与整车利润的影响,动力电池整体盈利水平不断下滑。中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙表示,由于下游新能源车企资金链压力,同时上游材料价格居高不下,动力电池企业的利润空间被严重挤压,在夹缝中艰难求生。据知情人士透露,动力电池相关产品的盈利能力已经较前两年出现大幅萎缩,电池企业已经处于微利甚至亏损状态。业内人士指出,国内一些动力电池企业为了活下来,开始重新回归3C电池领域或转向储能行业,跨界而来的上市公司或收缩投资或直接回归主业。行业进入洗牌期中国化学与物理电源行业协会动力电池应用分会研究部数据显示,11月份车用动力电池装机量为6.29GWh,同比下滑25.38%。从电池分类来看,相关统计显示,三元电池、磷酸铁锂电池装机量分别为3.8GWh和2.5GWh,同比分别下降30.8%和24%。其中,新能源乘用车装机电量约3.88GWh,同比下滑28%、环比增长29%;新能源客车装机电量约1.77GWh,同比下滑21%、环比增长183%;新能源专用车装机电量约0.64 GWh,同比下滑49%、环比增长43%。总体来说,今年8月开始,受补贴政策退坡影响,新能源汽车三大车型动力电池装机量同比大幅下滑,厂家利润减少,对于资金实力不够雄厚的企业来说,将很难支撑。行业观察人士墨柯认为,未来动力电池行业竞争会更加激烈。“第一,补贴退坡严重,车企会向电池厂家进行压价,电池厂家的利润就会减少;第二,账期可能会恶化,资金实力不强的企业难撑很久。海外电动汽车市场只有那么四五家电池厂,国内市场也将类似,最终只留下10家左右。”与下游车企联姻今年6月,《汽车动力蓄电池行业规范条件》(以下简称“《条件》”)(工业和信息化部公告2015年第22号)废止,第一、第二、第三、第四批符合规范条件企业目录同时废止。换言之,中国动力电池企业的保护政策正式退出舞台,我国动力电池企业被推至市场前沿。为此,很多企业着手应对未来市场变化。宁德时代去年与东风汽车合资创办东风时代电池系统有限公司,今年和丰田在NEV动力电池领域建立全面合作伙伴关系。截至目前,宁德时代已经和与一汽、吉利、上汽、北汽、东风、广汽、沃尔沃等车企均达成深度合作关系。排名第二的比亚迪一直自供电池,在市场下滑的情况下,弊端开始显现。自身新能源汽车增长放缓甚至下滑,直接拖累了电池装机情况。为改善不利境况,比亚迪与丰田汽车签署合作协议,双方将共同开发电动车,计划到2024年,比亚迪将与丰田在日本推出共同研发的电动车。除了两家龙头企业外,排名第三的国轩高科也与北汽新能源、众泰、奇瑞等新能源乘用车车企达成了合作,通过合资建厂、交叉持股等方式不断增加新能源乘用车市场的权重。随着市场需求进入降温阶段,动力电池企业与车企之间的关系更加微妙。业内人士表示,未来动力电池企业的竞争很大程度上就是成本竞争,本土电池生产企业必须围绕降低成本深耕细作。如动力电池企业能够在电池回收处理方面与车企展开有效合作,甚至二者在盈利模式上形成紧密的利益共同体,不仅可以对原有客户形成强力粘连,而且还有利于拓展新客户。
来源:中国能源报
不要错失退役电池循环利用这块市场大蛋糕
车载退役电池的循环利用大幕已然开启,市场大蛋糕正在被悄然分食。日本丸红公司日前与中国造车新势力拜腾进行资本合作,并在出行服务、能源解决方案等达成战略合作。有分析称,丸红此次合作拜腾的目的之一是从电池产业链的最初阶段着手,确保获得使用完毕的车载电池,从而开展循环利用,改造成为大型电池储能设备。看中这块市场蛋糕的还有日本贸易商行伊藤忠商事,今年10月29日,伊藤忠商事与比亚迪合作,双方将建立合资企业,将汽车废旧电池利用在可再生系统当中。此外,特斯拉今年上半年也对外宣称,正在研发一种电池回收系统,通过该系统提取退役电池中的锂和钴等关键矿物与电池中的铜、铝和钢等,并用于生产新电池。笔者认为,无论是用于储能系统,还是新电池生产,电池的回收利用将成为汽车行业新的经济增长点。我国传统汽车发展起步较晚,不过在新能源汽车的发展中,可谓与其他国家站在同一起跑线,并不断抢占市场先机。值得注意的,电池方面的能量密度正在飞速提升。威马官方宣布将会在2020年北京车展上推出全新纯电动轿车“7系”,其综合续航里程或将会超过700km;广汽蔚来旗下独立品牌“HYCAN 合创”首款量产车型HYCAN 007将于明年4月上市,这款智能纯电动SUV的NEDC工况续航里程可达643公里。从今年纯电车型续航里程500公里成“标配”,到明年的“破6达7”,电池密度越来越高,早期服役且续航里程较少的纯电汽车也将面临被车主淘汰的境遇。不过,这将为电池回收备好充足的“粮草”。新能源汽车的发展,离不开各个环节的充分支撑,电池的安全与续航,充电桩的密度与便利性,退役电池的回收再利用等,都需要齐头并进,才能让新能源汽车真正得到消费者的认可。去年工信部就曾出台政策,动力电池回收实行生产者责任延伸制度,要求车企承担电池回收的主体责任。从实际情况看,一些车企也在积极尝试,但是在回收再利用方面取得突破的少之又少。当然,因技术难度、电池标准不一、回收资质等原因,造成退役电池回收利用难的问题也存在。但正因为有难度,才更需要企业下大力气攻克这一难度,勇当行业标杆,才能在蓝海中拔得头筹。笔者认为,我国退役电池的回收利用的脚步应该再快一些,标准体系的建设应该更完善一些,提前做好谋篇布局,不留一丝喘息的时间,才能既不输在起跑线,又能在马拉松中不落队,吃到这个市场大蛋糕。□新京报汽车评论员 秦胜南
来源:新京报
固态电池真的能提前量产吗?
近日,某自媒体平台称,固态电池将提前量产。而根据中国科学院院士欧阳明高的预测,全固态电池估计在2025-2030年后才会实现商业化。中国市场上比较被市场关注的固态电池企业,目前发展的都不是全固态电池。得出固态电池提前量产的言论,来源于辉能科技推出的NCM811+石墨负极的类固态电池,软包电芯密度可以达到255Wh/kg。这款电池在CES 2019上展示过,整包内含4个大电芯,能量密度接近于宁德时代石墨负极的NCM811一代电池。根据搭载宁德时代NCM811电池的宝马X1插混车试验数据显示,虽然该电池单体能量密度已经超过240Wh/kg,但是在1C的充放条件下,能量密度仅为213Wh/kg,低于当前主流的NCM523电池。辉能之所以够达到如此高的能量密度,主要得益于其正负极材料体系,以及固态电解质重量轻的特点,所以起点上就比液态电池有优势。并且随着电解质变成固态,重量上会有所减轻,负极由石墨升级为硅基材料,能量密度会有进一步的提升。但是,高能量密度的固态电池,意味着锂离子数量多,如何在短时间内把这么多锂离子运输过去呢?此外,有资料显示,氧化物体系室温下电导率约10-6-10-3S/cm,而传统液态电解质的离子电导率为 10-2S/cm左右。辉能坚持氧化物体系的固态电池路线,和液态电解质存在着量级的离子电导率差别,意味着除了锂离子数量多,运输的阻力也增加了。这些问题,都是固态电池商业化的眼中钉肉中刺。对于内阻高、充电困难的问题,辉能在2018年给出的解决方案是用锂陶瓷电池替代传统锂电池的核心部分,并宣称生产的固态锂电芯的内阻值能降到一般液态电池的水平,锂陶瓷电池确实在一定程度上能提高离子电导率,所以自然能减轻内阻高、充电困难的问题。根据辉能此前提供的数据来看,2019年能实现5C倍率12分钟充电91.70%。但是宁德时代在4C-5C的情况下,能实现12-15分钟充电80%。难道辉能已经在快充技术上,突破了固态电池的壁垒,实现了跟市面上比较优势的充电技术同等水平,甚至更优?这个还是需要冷静下来看一下。此外,在快放方面,辉能还宣称其电池5C放电能力和SONY的18650同等级,而且温升大幅低于18650。虽然在能量密度和快充能力上,辉能给出的数字很有杀伤力。但是,在循环性能上,辉能明显不够强势。辉能推出的NCM811电池在1C放电倍率情况下完成1300次循环后余电在80%以上,基本上三四年就要退休了。但是宝马X1上的宁德时代811电池,经历2500次循环之后,也能保持80%以上的容量。循环寿命的差别可想而知。循环寿命或许就是辉能NCM811电池比较明显的软肋了。在技术层面上,界面和锂枝晶的问题也一直存在。另外一个软肋就是成本问题了。NE时代此前也撰文论述过,就氧化物固态电池来看,生产过程成本仍然占比超过50%,相比于锂离子电池(过程成本仅为20-30%)仍然明显偏高。而且NE时代根据机构研究表明,如果固态电解质LLZ下滑到50$/kg的价格,并实现大量量产的话,最终全固态电池的加工和材料成本有望下降到140-350$/kWh,而目前三元锂电池电池系统价格为1.1元/wh。而辉能此前测算结果显示,固态电池在cell层面成本要高出液态电池,即使产能达到20GWh时,固态电芯成本仍是液态的1.1倍。到PACK层面,当产能达到20GWh,实现一定的规模效应,固态电池的成本是液态的98%。若是类固态电池MAB技术,PACK成本会更低,大约为竞争对手的七成。很明显,辉能将降本集中在MAB技术和规模效益上,规模效益的达成是一条很长的路。而且辉能还表示氧化物电解质需要高温烧结,但是不利于大量量产,所以会选择以压合方式代替高温烧结。辉能宣称2023年全固态电池试产,2024年全固态电池要量产。五年的时间,要解决技术问题和成本问题并且达到量产,而且量产最起码是GWh的生产规模,并且还需要成熟的产业链支撑,五年的时间,似乎也是有点不够用。此前丰田前研究专家在NE时代电池大会的论坛上明确表示,全固态电池很难量产,因为存在露点管理和粘合方面的问题,而且很难解决。所以全固态电池是否能提前量产,真的是打了一个大大的问号。
来源:NE时代
2019,政策躁动下的动力电池回收“尴尬”
接二连三的动力电池回收政策发布,迫使动力电池回收企业进一步提升技术和加速布局。11月7日,工信部发布《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》,要求新能源汽车生产和梯次利用企业需要自建或授权回收服务网点;加强对废旧动力蓄电池的跟踪,且回收服务网点不得擅自对其进行拆卸;设置明显提示信息和作业流程规范示意图等指导信息;回收服务网点须将电池类型、来源、数量等相关信息保留记录三年备查等。12月3日,工信部规划,未来十五年,我国要鼓励具备条件的企业提高锂、镍、钴、铂等关键资源保障能力;完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,鼓励共建共用的回收渠道。如图1所示,五大省市均对动力电池回收利用制定目标,其中环保和技术方面有一定门槛要求。图1从政策发布的背景看,主要原因是当前动力电池回收企业在梯次利用和原材料分解回收效率、流入合规回收企业的电池规模量、对环境保护的力度还不够高。政策实施目标是想淘汰发展模式粗放、技术工艺落后、环保意识薄弱的回收企业。加快动力电池产业链上下游合作,让更多退役电池流入合规回收企业,实现良性发展,进而有利于环境保护,节能减排,改善企业的盈利性。不过随着政策要求普遍提高,在实际操作时,有知名业内人士告知高工锂电,这可能会增加动力电池回收企业成本,增加其市场盈利难度。现临近年关,高工锂电认为,有必要对动力电池回收现状、企业对政策反馈、政策实施可能性进行分析复盘。01动力电池回收现状由于一些协会,媒体的片面、夸张、甚至错误宣传以及对政策指引的选择性解读,动力电池回收类企业没有以真实的市场容量为指导。这导致动力电池回收企业建设及规划的处理产能合计远超理论废旧电池淘汰数量。其中,一部分企业由于产业链不合规,运输成本、储存成本和人工拆解成本低。同时没有环保和安全生产等一系列责任承担,其盈利性强。合规企业则在环保、安全、自动化设备、厂房、人员等方面投入不菲。同时由于退役动力电池供给地分散,相应回收处理费用高。如果规模化和技术方面跟不上,经济性会差很多。关于动力电池回收产业前景,在近期结束的2019高工锂电&电动车年会上,中国铁塔能源王鼎乾表示,动力蓄电池到2020年累计退役量达20万吨(约25GWh),2025年累计退役量将超过78万吨(约116GWh)。2019至2025年动力电池梯次利用及回收市场空间有望超过600亿元。另外王鼎乾还认为,动力电池回收方面,虽然国家已经陆续出台相关文件,比如,退役锂电池的仓储物流需要比照第九类危险品进行管理,梯次加工企业要纳入工信部溯源管理系统,但如果仅仅是采购与销售目前还属于市场化行为。02企业对政策的反馈政策提高动力电池回收进入门槛,有利于产业链合作和技术创新。不过最终实际效果,还要看市场力量的博弈。一位资深行业人士告诉高工锂电,政策高要求的好处是运营端在售卖电池时会更多考虑政策风险,有利于回收企业收购更多电池。弊端是不合规的企业,可能会钻漏洞,进一步利用低成本优势,收购更多电池来维持盈利。另外政策高要求只是倡导和建议,并不是强制性的法律法规。对企业自身而言,在动力电池回收方面依旧是市场的自由选择行为,不存在任何的行政垄断等阻碍。中天鸿锂总经理陈进昭表示,动力电池回收政策促使梯次利用企业和新能源汽车厂紧密合作,进而让更多退役动力电池梯次利用。在市场方面,梯次利用企业会进一步提升实力水平,来满足政策合规要求,加速淘汰落后产能。03政策实施可能性就政策内容而言,是提高动力电池回收门槛。具体来看,是增加了动力电池企业在政策、环保、安全等方面的支出成本。不过对动力电池回收渠道而言,政策性保障增加,合法合规性更加明确。有多位业内人士反馈,政策在一定程度上,将迫使回收企业加大技术创新力度和商业模式改进,进一步压缩成本,提升经济效益。不过由于政策在实施过程中难免有漏洞,一些不合规企业可能会加大钻空子的力度,获取更多利润。事实上,政策只是一方面,最根本的还是取决于市场博弈。如果现实情况,终端消费者强烈要求更环保和安全的动力电池回收。那想生存发展的回收企业肯定会想尽办法,顺应市场趋势,去朝更高要求的电池回收体系努力。剩下那些无法满足终端要求的回收企业,自然会被市场淘汰掉。
来源:高工锂电
2019年电池领域6大突破性进展
回顾2019年,我们见证了可以在10分钟内给电动汽车充电的技术,可以将二氧化碳从空中吸走的电池,以及世界上最大的电池……电池技术的神奇作用哪里又是一下能探索穷尽的呢?今天,一起来看看《科学》总结的2019年电池行业6大突破性进展:1、高温条件下可充电的电池宾夕法尼亚州立大学的新型快速充电电池设计用于在140°F(60°C)的温度下加热仅10分钟,然后迅速冷却至环境温度。理想情况下,为我们的移动设备和电动汽车供电的锂电子电池在充电时需要保持在一定的温度范围内,否则会存在退化的风险,并且使用寿命会短得多。但是,如果我们能够安全地进行充电,则可以在较高温度下实现这一操作,并从中获益甚多——比如大大缩短充电需要的时间。今年10月,宾夕法尼亚州立大学的一个研究人员团队演示了一种新型电池来吸收热量。科学家通常认为在60°C(140°F)左右给电池充电是不当的,但该研究中,他们的设备仅在10分钟内就可以达到这些温度,然后迅速冷却,直至有害影响得以遏制。(图源:宾夕法尼亚州立大学)突破的重点是薄的镍箔,科学家将其附着在电池的负极端子上,以使其在电子流过时迅速变暖,然后再次迅速冷却。通过这种方法,团队可以在1,700个循环中的这些温度下安全地为电池充电。科学家说,这样做的效率如此之高,相当于在短短10分钟内为200至300英里(320至480公里)范围内的电动汽车充电。2、可吸收二氧化碳的电池今年10月,麻省理工学院的一个研究人员团队演示了一种新型电池,该电池具有从周围空气中收集二氧化碳的能力。该设备被称为电摆电池,它使用一堆电极涂覆了称为聚蒽醌的化合物,从而使它们能够吸收恰好在附近的CO2分子。当电池充电时,该过程自然发生,直到电极充满CO2。此时,可以将其释放以释放CO2分子,以供收集和用作工业产品。该小组表示,实验室的测试表明,电池可以持续7,000个充电周期,耗能下降30%。现在,它把目光投向了20,000-50,000个周期。上图就是麻省理工学院(MIT)的新设备。可以将空气或烟道气泵入设备(底部),该设备从其中捕获二氧化碳(红色),仅剩下新鲜空气(蓝色)出来。设备装满后,可以将其冲洗掉并捕获为纯净的二氧化碳以用于工业用途。(图源:MIT)3、第一个能够完全可重复充电的锂-二氧化碳电池寻找新的和改进的电池设计需要探索新成分的潜力,而一位科学家一直在探索二氧化碳。锂-二氧化碳电池的能量密度是锂离子电池的7倍以上,但是到目前为止,开发出可以反复充电的版本非常困难。这是因为在充电过程中,电池催化剂上会积碳过多。9月,伊利诺伊大学芝加哥分校(UIC)的科学家报告了解决此问题的方法,证明了他们所称的第一个能够完全充电的锂-二氧化碳电池。该电池利用内置在阴极中的二硫化钼的“纳米片”以及由离子液体和二甲基亚砜组成的混合电解质。这种材料组合防止了碳在催化剂上的复杂堆积,并使电池能够在500个连续循环中进行充电。芝加哥伊利诺伊大学在电池化学方面的这一突破,可能会带来更绿色的储能设备。4、具有熔融硅核心的电网级储能风能和太阳能等可再生能源可以产生大量电力,但它会存储该电力,以备不时之需。早在4月,澳大利亚初创公司Climate Change Technologies(CCT)推出了它认为是一种解决方案的解决方案,它是一种比标准的锂离子供电电网存储方案更有效的解决方案。其热能设备(TED)被称为世界上第一个可工作的热电池。它是一种模块化电池,可以从任何来源馈电,并用它来熔化绝缘室内的硅。然后,热机可以根据需要提取此能量以供使用,每个TED盒都可以存储1.2 MWh,而各个单元都可以连接起来,以制造尺寸可能不受限制的电池。根据CCT,该系统的一大优点是熔融硅不会像锂那样降解。在测试中,该公司表示其电池在3,000个测试循环中均未显示出退化迹象,并且预计它们可以使用20年或更长时间。除了使用寿命长之外,据称TED电池每单位容量可存储的能量是锂离子电池的六倍,价格约为其价格的60%-80%。5、能量密度翻倍更“轻巧”的锂离子电池锂离子电池可以携带足够的能量来维持您的手机一天的工作时间,或者通过咖啡馆的笔记本电脑为笔记本电脑供电,但用于运输时会受到限制。这是因为与传统燃料相比,汽车和飞机上内置电池的能量密度还是远远不够,这意味着如果电池体积和重量达不到一定程度往往就很难持续长途飞行。上个月,通过澳大利亚迪肯大学前沿材料研究所提出了一个有希望的方案。科学家们演示了一种新型电池,该电池具有由市售聚合物制成的固体电解质。据相关人士称,这构成了“科学界中无液体和高效地运输锂离子的第一个清晰有用的例子”。通过避开容易着火的挥发性液体电解质,电池应该更安全,但其潜力并没有止于此。研究人员说,这种类型的设计最终还将允许使用锂金属阳极,这可以使锂电池的密度增加一倍。这可能会带动电动汽车、电动飞机实现更远、更持续的航程。6)全球最大的电池明年将增长50%2017年,特斯拉赢得了建造世界上最大的锂离子电池的合同,为南澳大利亚州提供了129 MWh的额外存储容量,最大输出功率为100MW。如今,Neoen和南澳大利亚州政府已经与特斯拉达成了另一项协议,进一步增加了64.5 MWh的容量和50 MW的输出,这将使世界上最大的电池尺寸增加约50%。升级计划于2020年中期进行。
来源:前瞻网





