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电动车锂电池使用寿命可以延长吗?

电动车锂电池使用寿命可以延长吗?

来源:
2021/06/12 11:10
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【摘要】:

  如何延长金属空气电池的使用寿命

  金属空气电池是最轻的电池类型之一,但它们可能有一个重要的限制:当不使用时,它们降解得很快,因为腐蚀会侵蚀金属电极。现在,麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的研究人员找到了一种方法,可以显著减少电池的腐蚀,延长电池的寿命。

  金属空气电池结构

  虽然可充电电池在储存一个月后平均只会损耗5%的电量,但对于很多应用来说,它们都太贵、太重了。主要的(不可充电的)铝空气电池更便宜、更轻,但每个月可能会损失多达80%的电力。麻省理工学院的设计通过在电极和电解液之间引入油屏障,克服了铝-空气电池的腐蚀问题。当电池处于待机状态时,电极之间的液体会吸收铝。一旦电池被使用,油很快被抽出,并被电解液取代。结果,能源消耗减少到每月0.02%,是原来的一千多倍。

  虽然其他方法已经被用来延长金属空气电池的保质期,但它们可能会降低性能。大多数其他方法包括用不同的、腐蚀性较小的化学配方替换电解质,但这些替代方法显著降低了电池功率。其他方法包括在储存期间和使用前抽出液体电解质。这些方法仍然会导致严重的腐蚀,并可能堵塞电池组中的管道系统。因为铝吸收水,即使电解液从电池,剩余的电解液粘在铝电极的表面。电池结构复杂,电解液容易被困,导致持续腐蚀。

  新电池系统的关键是电池电极之间的保护。电池在使用时,屏蔽层的两侧都充满液体电解质,但当电池处于待机模式时,将油泵入离铝电极最近的一侧,以保护铝表面免受电解液的伤害。新的电池系统还利用了铝的疏水性,这意味着当铝浸在水中时,它会从表面排斥油。因此,当电池被重新激活,电解液被抽回时,电解液很容易将铝表面的油排出,从而恢复电池的功率容量。具有讽刺意味的是,麻省理工学院的腐蚀抑制方法利用了铝的相同特性,促进了传统系统中的腐蚀。因此,铝空气电池的原型比传统的铝空气电池有更长的保质期。研究人员说,当电池被重复使用,然后待机一两天时,麻省理工学院的设计可以持续24天,而传统设计只能持续3天。研究人员报告说,即使缩小后的铝-空气电池组包含了油和泵系统,它们仍然比电动汽车的可充电锂电池轻五倍。

  除了非常便宜之外,铝是我们所知道的化学能量密度最高的储存材料之一,这意味着它比除溴之外的任何东西都能储存和转移更多的能量,而溴昂贵、危险,而且可以与之媲美。许多专家认为,铝空气电池可能是唯一可行的替代锂电池和汽车汽油。铝空气电池已经被用作电动汽车的增程器,作为内置电池的补充,当内置电池用完时,可以额外增加很多里程。它们有时也被用作偏远地区或一些水下航行器的电源。但是,虽然这些电池在不使用的情况下可以储存很长时间,但一打开电源,它们就会迅速降解。

 

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