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研究人員打造全新鋁空氣電池,便宜好用,不用充電

鉅大LARGE  |  點擊量:986次  |  2020年03月25日  

電動小偵探從外媒獲悉,目前全球鋰離子電池的能量密度正以每年8%左右的速度上升,假如按照這樣的速度上升下去,大約10年后,它們將接近汽油的能量密度。在電池技術的發展中,還有一種電池能夠與汽油媲美。那就是鋁-空氣電池而且它比鋰離子電池更輕、更便宜,影響其發展的最大因素是它會腐蝕。


最近一個新的研究小組聲稱已經找到解決辦法。根據他們發表在《科學》上的研究論文顯示,普通鋰離子電池放一個月的時間,那么它們會損失5%的電量,而鋁-空氣電池由于鋁會受到腐蝕的關系,放上一個月電量會損失80%。該研究人員解決了鋁和電解液直接腐蝕的問題,讓鋁-空氣電池在一個月內只損失了0.02%的電量。


▲普通鋰離子電池工作原理


據了解,普通鋰離子電池中含有液體電解質,它位于陽極和陰極之間的,當離子從陽極跑到到陰極時,它通過收集釋放的電子來出現能量。在鋁-空氣電池中,陽極是鋁,陰極是空氣。由于電池可以從周圍環境中獲取空氣,而鋁儲量豐富、重量輕且價格便宜,所以這種電池很有可能會成為未來的全新的電池技術。


不過在這之前,當鋁和電解液混合在一起的時候,后者就會開始腐蝕前者。假如使用非腐蝕性電解液則會大大降低電池的性能,一旦電池重新進入待機狀態,就無法提取電解液,因為鋁是親水的。對此,研究人員提出了用油沖洗電解液的解決方法。


研究人員在電池的陽極和陰極之間設置了一層薄膜,當電池使用的時候兩面都充滿了電解液,一旦電池停止使用,最靠近鋁的一側則會被油沖洗掉,此時,油起到了保護鋁的用途。當要再次使用電池的時候,電解液將取代油。由于鋁在水里會排斥油,所以此時不會有油留在水里邊。


為了試驗在現實條件下電池能量損耗,研究人員先是使用了一小部分的電量,然后讓它靜止一兩天時間,然后再重復上面的步驟。為了模擬電動汽車在城市中的行駛狀態。最終,他們研發的電池持續使用了24天時間,比傳統的鋁-空氣電池多了8倍。


這是否意味著在未來幾年內鋁-空氣電池會取代鋰離子電池呢?


答案是不會。因為給電池充電仍有著一些待解的復雜問題,所以前幾代可能是無法充電或只能進行幾次的充電。


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