美研發(fā)MXene鋰電池電極 電動車充電或僅需數(shù)秒

時間:2017-07-27 16:10來源:蓋世汽車 作者:綜合報道
點擊: 次

 
        據(jù)外媒報道，美國德雷塞爾大學（Drexel University）的材料科學與工程學專業(yè)的研究員們與法國、以色列研究人員共同設(shè)計了新款鋰電池電極，或許未來電動車的充電耗時只需短短數(shù)秒。
 
        新款鋰離子電池電極簡介
 
        新款鋰電池的電極采用了一款名為MXene的二維材料，其導(dǎo)電性高。據(jù)研究團隊透露，未來新款鋰電池或許能實現(xiàn)電動車的“近即時（near-instant）”充電。
 
        他們表示，新電極或?qū)⒔鉀Q長久以來一直困擾電動車市場的一大技術(shù)難題。在早前的研究中，該團隊將目光放到了超級電容器（supercapacitors）上，該器件是便攜式電子產(chǎn)品的儲能設(shè)備。可惜的是，該器件僅能被用于快速充放電，無法長期儲能。
 
        如今，德雷塞爾大學的工程學研究員們采用了MXene材料，結(jié)合了超級電容器與傳統(tǒng)大容量電池的優(yōu)點和特性。
 
        首席研究員Yury Gogotsi表示，團隊的研究成果駁斥了普遍接受的業(yè)內(nèi)教條（dogma）——相較于雙電層電容器（electrical double-layer capacitors）內(nèi)所用的物理存儲器（physical storage），電池內(nèi)化學物質(zhì)的電荷存儲（chemical charge storage）的充電速率要慢得多。
 
        Gogotsi在一份聲明中宣稱：“我們抽取了薄薄的一層MXene電極，用于演示充電速率，整個充電過程只需數(shù)十毫秒。這主要得益于MXene材質(zhì)的超高導(dǎo)電性，為未來研發(fā)超快速儲能設(shè)備鋪平了道路，未來鋰電池的充放電耗時將僅需數(shù)秒，且所儲存的電能要遠高于常規(guī)的超級電容器。”
 
        MXene材質(zhì)簡介
 
        MXene是一款扁平的納米材料，于2011年被德雷塞爾大學材料科學與工程系的研究人員所發(fā)現(xiàn)，其外觀酷似三明治，由氧化物與導(dǎo)電的碳及金屬填充物構(gòu)成，而氧化物相當于三明治中的面包，將填充物夾在中間。在材料制造過程中，研究人員將采用層壓法來制作MXene。不妨想象下桶裝品客薯片的樣子，該材質(zhì)的各層材料就是如此堆疊而成的。
 
        MXene材質(zhì)電極的弊端及改進
 
        盡管MXene的導(dǎo)電性相當出色，但其結(jié)構(gòu)不利于鋰離子在電池內(nèi)的擴散。對于鋰電池的儲能而言，鋰離子留在氧化還原活性位置（redox active sites），這類位置的數(shù)量越多，電池保有的電量就越大。重要的是，電池還使鋰離子能夠自由移動，否則其無法到達氧化還原活性位置。
 
        為使MXene的鋰離子能自由移動，研究人員對其結(jié)構(gòu)進行了一定的調(diào)整。研究人員將MXene與水凝膠（hydrogel）相混合，改變了其結(jié)構(gòu)，使鋰離子能自由移動。
 
        Yury Gogotsi表示：“理想的電極架構(gòu)是多通道結(jié)構(gòu)（multi-lane），以便鋰離子高速移動。研究團隊研發(fā)的大孔隙電極設(shè)計恰好實現(xiàn)了該目標，使充電過程短短數(shù)秒內(nèi)完成。”
 
        MXene電極的未來展望
 
        該大學表示，該款電池材料的研發(fā)應(yīng)用具有重要意義，其在很大程度上解決了目前電動車推廣受阻的一大技術(shù)難題。
 
        Gogotsi表示：“若未來該款低維導(dǎo)電材質(zhì)電池電極得到采用，將大幅提升電池的充電效率及電量，進而將提升車輛、筆記本電腦、手機電池的充電速率，只需數(shù)秒或數(shù)分鐘就能完成，無需苦等數(shù)小時。”
 
        Gogotsi表示，采用MXene作為電極材料的最大好處在于其導(dǎo)電性。但研究團隊也承認，該電極材料及相關(guān)技術(shù)看似頗具前景，但目前仍不確定試制成功并用于車輛后的實際情況，但他們表示，一旦應(yīng)用到車輛及手機中，將徹底顛覆當前所用的電池。
(責任編輯：admin)
作者：綜合報道 ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://www.tyubcd3.cn/qianyan/zk/2017072715387.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡

  • 10分鐘快充時代來臨：王朝陽團隊極速充電技術(shù)被美國能源部采用推廣

    　　眾所周知，與傳統(tǒng)燃油汽車相比，電動汽車除了里程焦慮，動輒數(shù)個小時的充電時長也成為其推廣路上的絆腳石。故如何在提升動力電池續(xù)航里程的同時縮短充電時間，成為整個電動汽車產(chǎn)業(yè)著重發(fā)力的兩大核心領(lǐng)域。
    2018-05-14 13:53
    		•

  • 美大學最新研究成果：電動車成本還不到燃油車一半

    據(jù)外媒報道，一直以來，人們都在爭論開電動車是不是比傳統(tǒng)燃油車省錢的問題。密歇根大學的研究人員通過一篇研究報告給這個問題下了定論：從燃料成本上來說，電動車花的還不到燃油車一半。
    2018-01-15 12:31
    		•

  • 外媒：美國科學家研制出不會爆炸的水鋰電池

    這款電池的獨特之處在于，即使界面層遭到損壞（比如電池外層受損），它與鋰或鋰化石墨正極的反應(yīng)也非常緩慢，可以防止金屬直接接觸電解液后導(dǎo)致著火或爆炸。
    2017-09-08 12:15
    		•

  • 美國海軍研發(fā)水下無線充電站 可為無人潛水艇充電

    無人水下潛艇最大弊端在于仍需要上浮或者登陸以為電池充電，其在上浮充電時極易遭受攻擊。最近，美國海軍正在為水下無人潛水艇開發(fā)充電站，無人機無需登陸，即可充電。
    2017-08-31 16:04
    		•

  • 美國科學家研發(fā)出高科技紗線：只需拉伸或扭轉(zhuǎn)就能發(fā)電

    現(xiàn)在，有一種名為“Twistron”的紗線就能實現(xiàn)自身發(fā)電。科學家設(shè)想，它可以被放置在海浪運動或溫度波動中來采集能量，轉(zhuǎn)化成電能。
    2017-08-25 17:26
    		•

  • 美國研發(fā)巨型風力發(fā)電機 比埃菲爾鐵塔還高

    據(jù)媒體報道，美國一所大學的研究機構(gòu)正在設(shè)計研發(fā)渦輪葉片長達200米的50兆瓦的渦輪式風力發(fā)電機。如果建成的話，該渦輪式風力發(fā)電機的高度將超過法國埃菲爾鐵塔。
    2017-07-27 10:53
    		•

  • 韓國航空研究所太陽能EAV-3無人機亟待美方電池

    韓國航空航天研究所（KARI）早在2013年就開發(fā)了太陽能EAV-3無人機，這種無人駕駛飛機最初可以飛行24小時。與英格蘭Zephyr的相似無人機相比，韓國無人機差很多，Zephyr無人機充電一次可以飛2周。
    2017-07-26 14:17
    		•

  • 大眾與埃克森美孚合作研發(fā)天然氣車

    據(jù)外媒報道，大眾集團CEO穆勒表示，大眾集團正在與�？松梨诩岸砹_斯天然氣工業(yè)股份公司(Gazprom)就天然氣汽車業(yè)務(wù)展開合作討論。 大眾集團目前正在轉(zhuǎn)向電動汽車及省油耗等技術(shù)領(lǐng)域，以希望借此減少CO2排放量及挽回排放門事件的不利影響。 穆勒上周三在接受
    2017-05-08 13:52
    		•
專題
相關(guān)新聞

  • 10分鐘快充時代來臨：王朝陽團隊極速充電技術(shù)被美國能源部采用推廣

    　　眾所周知，與傳統(tǒng)燃油汽車相比，電動汽車除了里程焦慮，動輒數(shù)個小時的充電時長也成為其推廣路上的絆腳石。故如何在提升動力電池續(xù)航里程的同時縮短充電時間，成為整個電動汽車產(chǎn)業(yè)著重發(fā)力的兩大核心領(lǐng)域。
    2018-05-14 13:53

  • 美大學最新研究成果：電動車成本還不到燃油車一半

    據(jù)外媒報道，一直以來，人們都在爭論開電動車是不是比傳統(tǒng)燃油車省錢的問題。密歇根大學的研究人員通過一篇研究報告給這個問題下了定論：從燃料成本上來說，電動車花的還不到燃油車一半。
    2018-01-15 12:31

  • 外媒：美國科學家研制出不會爆炸的水鋰電池

    這款電池的獨特之處在于，即使界面層遭到損壞（比如電池外層受損），它與鋰或鋰化石墨正極的反應(yīng)也非常緩慢，可以防止金屬直接接觸電解液后導(dǎo)致著火或爆炸。
    2017-09-08 12:15

  • 美國海軍研發(fā)水下無線充電站 可為無人潛水艇充電

    無人水下潛艇最大弊端在于仍需要上浮或者登陸以為電池充電，其在上浮充電時極易遭受攻擊。最近，美國海軍正在為水下無人潛水艇開發(fā)充電站，無人機無需登陸，即可充電。
    2017-08-31 16:04

  • 美國科學家研發(fā)出高科技紗線：只需拉伸或扭轉(zhuǎn)就能發(fā)電

    現(xiàn)在，有一種名為“Twistron”的紗線就能實現(xiàn)自身發(fā)電�？茖W家設(shè)想，它可以被放置在海浪運動或溫度波動中來采集能量，轉(zhuǎn)化成電能。
    2017-08-25 17:26

  • 美國研發(fā)巨型風力發(fā)電機 比埃菲爾鐵塔還高

    據(jù)媒體報道，美國一所大學的研究機構(gòu)正在設(shè)計研發(fā)渦輪葉片長達200米的50兆瓦的渦輪式風力發(fā)電機。如果建成的話，該渦輪式風力發(fā)電機的高度將超過法國埃菲爾鐵塔。
    2017-07-27 10:53

  • 韓國航空研究所太陽能EAV-3無人機亟待美方電池

    韓國航空航天研究所（KARI）早在2013年就開發(fā)了太陽能EAV-3無人機，這種無人駕駛飛機最初可以飛行24小時。與英格蘭Zephyr的相似無人機相比，韓國無人機差很多，Zephyr無人機充電一次可以飛2周。
    2017-07-26 14:17

  • 大眾與�？松梨诤献餮邪l(fā)天然氣車

    據(jù)外媒報道，大眾集團CEO穆勒表示，大眾集團正在與埃克森美孚及俄羅斯天然氣工業(yè)股份公司(Gazprom)就天然氣汽車業(yè)務(wù)展開合作討論。 大眾集團目前正在轉(zhuǎn)向電動汽車及省油耗等技術(shù)領(lǐng)域，以希望借此減少CO2排放量及挽回排放門事件的不利影響。 穆勒上周三在接受
    2017-05-08 13:52
本月熱點
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號