電池細(xì)胞可“死而復(fù)生”

時(shí)間:2013-01-09 13:11來源:未知 作者:admin
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NS999是美國第一臺完全由蓄電池提供動(dòng)力的機(jī)車。
 
諾福克南方鐵路NS999號機(jī)車是美國第一輛完全由電池供電的電動(dòng)機(jī)車，由1080塊12V鉛酸蓄電池組成能量儲存系統(tǒng)。但當(dāng)這些鉛酸電池壽命耗盡時(shí)，機(jī)車將面臨缺少電源停駛的命運(yùn)。
 
為解決這一問題，近日美國賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一個(gè)更具成本效益的方法，以延長電池的使用壽命。
 
NS999號機(jī)車從2008年開始研制，以評估動(dòng)力電池技術(shù)在機(jī)車上的應(yīng)用，特別是節(jié)能減排方面的成效。該實(shí)驗(yàn)機(jī)車中的電池與汽車充電電池類似，多次充電后面臨老化。主要原因是鉛酸蓄電池會出現(xiàn)硫酸鹽化，導(dǎo)致電池充放電頻繁，從而造成硫酸鉛的累積，損害性能。
 
在最近的一項(xiàng)研究中，研究人員正尋找方法提高對普通電池的管理實(shí)踐。這種方法不會損傷電池，簡單且廉價(jià)——只需使用較少的傳感器、電子及配套五金件。同時(shí)，仍能有效保持識別以及降低硫化。
 
賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)教授克里斯托弗·拉恩說：“我們想扭轉(zhuǎn)電池硫化的局面以振興電池工業(yè)。”
 
拉恩與機(jī)械工程專業(yè)的助理石瑛、克里斯托弗·佛恩，在三個(gè)月間循環(huán)使用鉛酸蓄電池并將會同樣應(yīng)用于機(jī)車。他們用被稱為電阻抗譜和充分充放電的方式確定了電池的老化機(jī)理。通過這一點(diǎn)，研究人員確定了每6個(gè)電池中的硫酸鹽化過程，并設(shè)計(jì)出了一種新算法，在充電時(shí)可以減少硫化，并且還能在其他形式的退化發(fā)生前停止充電。
 
該算法成功恢復(fù)了電池死細(xì)胞，并提高了電池的綜合能力，研究人員在最新一期的《動(dòng)力來源》雜志發(fā)表了這一成果。
 
拉恩說：“我們減少硫化并增加了電池的容量，不過我們并沒有使用全新的方式——也沒能做到這一點(diǎn)，但是電池性能仍得到很大的提升。”
 
研究人員將單個(gè)電池容量與總電池組容量分別提高了41%與30%。甚至更好的結(jié)果有可能出現(xiàn)——如果硫酸是唯一導(dǎo)致電池的老化原因。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)還有別的因素造成電池性能的下降。
 
拉恩指出，他們確定其一些電池細(xì)胞可能有水損失的問題。其他的因素也可能破壞鉛酸電池的性能，如正電極腐蝕、不可逆轉(zhuǎn)的硬硫化、電解液分層、內(nèi)部短路和機(jī)械損傷等。
(責(zé)任編輯：王杰)
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