一直以來(lái)，電池續(xù)航是阻礙電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的一大難關(guān)。而在浙江寧波，這一“續(xù)航魔咒”正被打破，新的研究技術(shù)有望解決電動(dòng)汽車(chē)的“里程焦慮”。
記者從中科院寧波材料所獲悉，近日該所研究團(tuán)隊(duì)利用石墨烯研制出千瓦級(jí)鋁空氣電池，其能量密度是當(dāng)前商業(yè)化鋰離子動(dòng)力電池的4倍以上，1公斤鋁就能讓電動(dòng)汽車(chē)跑60公里，讓電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航翻兩倍，在電動(dòng)汽車(chē)增程器方面具有誘人的市場(chǎng)前景。
圖為該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn) 李佳赟 攝
據(jù)悉，該電池系統(tǒng)能量密度高達(dá)510Wh/kg、容量20kWh、輸出功率1000W。通過(guò)實(shí)際演示顯示，而該系統(tǒng)可同時(shí)為一臺(tái)電視機(jī)、一臺(tái)電腦、一臺(tái)電風(fēng)扇以及10個(gè)60W照明燈泡供電，初步驗(yàn)證了該鋁空氣電池系統(tǒng)的發(fā)電供電能力。
浙江省石墨烯應(yīng)用研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉兆平介紹，如果將該電池用于新能源汽車(chē)上，可使車(chē)身輕盈，大大提高續(xù)航里程；如果用于手機(jī)充電寶上，則可大大提高輸出電量。此外，傳統(tǒng)通訊基站酸鉛蓄電池3—4年更換一次，而寧波材料所研發(fā)的鋁空氣電池儲(chǔ)存時(shí)間約15年，電池壽命要長(zhǎng)得多。
“正是擁有能量密度高、價(jià)格低廉、資源豐富、綠色無(wú)污染、放電壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，鋁空氣電池在通訊基站備用電源與電動(dòng)汽車(chē)增程器應(yīng)用方面具有誘人的市場(chǎng)前景。”劉兆平說(shuō)。
圖為該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn) 李佳赟 攝
近年來(lái)，全球范圍的金屬空氣電池研究一直沒(méi)有停下腳步，但其產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨諸多技術(shù)瓶頸，比如，電極功率密度有待提升、難以滿(mǎn)足高功率輸出與陽(yáng)極利用率不高等。
而石墨烯這一“工業(yè)魔術(shù)”則讓該項(xiàng)研究有了新的突破。中科院寧波材料所動(dòng)力鋰電池工程實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師薛業(yè)建告訴記者，他們采用石墨烯復(fù)合錳基氧化物催化劑以及新型石墨烯基高效空氣陰極將單體電池功率密度了提高25%，大幅度提升了金屬空氣電池綜合性能。
據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)正在積極設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)用于通訊基站備用電源和電動(dòng)汽車(chē)增程器的5kW級(jí)大功率鋁空氣電池系統(tǒng)。此外，寧波材料所已投入300萬(wàn)元購(gòu)置的非標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)線(xiàn)——中試實(shí)驗(yàn)線(xiàn)，預(yù)計(jì)8月底建成。這條生產(chǎn)線(xiàn)可年產(chǎn)金屬空氣電池陰極3.5萬(wàn)片，“超能電池”未來(lái)可批量生產(chǎn)上市。
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