锂离子电池技术中,重量是一个非常重要的方面,减少车辆的重量意味着需要的能源减少,无论是电动还是传统燃料,使电池更轻便,化学压力减少,能源容量增加,同时做到这两点,事情就会好转。
斯坦福德大学和SLAC国家加速器实验室的一项研究项目已经开发出一种新的电池设计,既轻便又不易着火烧毁,减少重量带来了双重益处,单位重量下的能源密度增加,因此电池的尺寸和重量可以减少,这反过来减少了整车的重量,在一个美好的循环中,需要的能源减少。
秘诀在于一种新的集电器设计,这是锂离子电池中的一部分,负责将电流传递到和从电极(阴极和阳极),不管电池格式,锂离子电池集电器都是由铜箔制成的,尽管很薄,但占据了电池重量的15%到50%,取决于电池的尺寸和厚度,行业中尝试减少集电器重量的努力到目前为止都未成功,但新的集电器却使用了一种高温polyimide polymer,涂有一层非常薄的铜膜,结果是既轻便又不易着火。
这种polymer涂层在每一侧,使得成品既轻便(与传统电池相比减少了80%)又不易着火,锂离子电池容易着火,直到所有电解质都消耗完毕,减少昂贵的铜含量将降低成本,同时也具有环境效益,因为大量的铜用于各种电器设备,重量、成本和可持续性也是EV电机开发者研究使用铝取代铜在电机绕组中的原因。
到目前为止,这种新技术只在实验室级别上进行了测试,但结果看起来很promising,预计将其扩展到大规模生产中不应存在任何问题,并已经申请了专利。
芬兰东部大学的研究人员也在锂离子电池中使用硅代替石墨的研究中取得了突破,硅的优势在于高能源密度,但是在使用中膨胀和收缩一直是一个难题,创建了一种mesoporous硅和碳纳米管的混合材料解决了这个问题,可能会导致更快的充电、更长的续航距离或更轻便的EV。
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