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新宝6登录网址新的电池设计延长了低成本,轻量级电池的寿命

2020-03-10 11:34运营 人已围观

简介----- 172 新的电池设计延长了低成本,轻量级电池的寿命 研究人员展示了铝在水下排斥油的能力 由研究人员礼貌 新的电池设计可以大大延长用于电动汽车,离网存储和其他应用的一次性...

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172

新的电池设计延长了低成本,轻量级电池的寿命

研究人员展示了铝在水下排斥油的能力

由研究人员礼貌

新的电池设计可以大大延长用于电动汽车,离网存储和其他应用的一次性金属空气电池的保质期

金属空气电池是目前可用的最轻,最紧凑的电池类型之一,但它们有一个主要的局限性:不使用时,它们会迅速降解,因为腐蚀会侵蚀金属电极

现在,麻省理工学院的研究人员已经找到了一种可以大大减少腐蚀的方法,从而使此类电池具有更长的保质期

尽管典型的可充电锂离子电池在存储一个月后仅会损失约5%的电量,但对于许多应用而言,它们太昂贵,笨重或沉重

一次(不可充电)铝空气电池便宜得多,并且更紧凑,更轻便,但每月可损失80%的电量

mit的设计通过在铝电极和电解质之间引入防油层以及两个电池电极之间的流体在电池待命时吞噬了铝,从而克服了铝空气电池腐蚀的问题

使用电池后,机油会迅速被抽走并用电解质代替

结果,每月的能量损失减少了0.02倍,而改善的幅度却超过了千倍

这项发现今天在前《麻省理工学院》研究生布兰登·霍普金斯18,wm凯克能源学院的杨少洪教授和机械工程教授道格拉斯·p·哈特教授的《科学》杂志上进行了报道

图片显示了研究团队制造的概念验证电池,以演示其系统如何在实践中工作

电池可持续使用24天,而没有安装新保护系统的同类电池只有3天

由研究人员礼貌

霍普金斯说,虽然已经采用了几种其他方法来延长金属空气电池的寿命(可以使用其他金属,例如钠,锂,镁,锌或铁),但这些方法会牺牲性能

其他大多数方法都涉及用不同的,腐蚀性较小的化学制剂代替电解质,但是这些替代方法会大大降低电池电量

其他方法包括在储存过程中将液态电解质抽出并在使用前重新注入

这些方法仍然会导致严重腐蚀,并且可能堵塞电池组中的管道系统

由于即使在电解液从包装中排出后,铝也是亲水性的(吸水),所以残留的电解液会附着在铝电极表面

霍普金斯解释说,这些电池结构复杂,因此有很多角落会卡住电解质,从而导致持续腐蚀

为了证明铝在水下驱油的能力,研究人员将这种铝样品浸入了一个烧杯中,烧杯中的油浮在水上

当样品进入水层时,在下降过程中附新宝6创造奇迹登录着在地面上的所有油都会迅速掉落,显示出其水下疏油性

由研究人员提供

新系统的关键是放在电池电极之间的薄膜

使用电池时,隔膜的两面都充满了液体电解质,但是当电池处于待机状态时,会将油泵入最靠近铝电极的那一侧,从而保护铝表面不受电解液中电解质的影响

膜的另一面

新的电池系统还利用了铝的一种特性,即水下疏油性,即当铝浸入水中时,它可以从其表面排斥油

结果,当电池被重新激活并且电解质被泵回时,电解质容易将油从铝表面上置换掉,这恢复了电池的动力能力

具有讽刺意味的是,抑制腐蚀的mit方法利用了与传统系统中促进腐蚀的铝相同的特性

结果是铝空气原型的保质期比常规铝空气电池的保质期长得多

研究人员表明,当反复使用电池并使其待机一到两天时,麻省理工学院的设计持续了24天,而传统设计仅持续了3天

研究人员报告说,即使将油和泵送系统包含在按比例放大的一次铝制空气电池组中,它们的重量仍然比电动汽车的可充电锂离子电池组轻5倍,并且紧凑两倍

哈特(hart)解释说,铝不仅价格便宜,而且是我们所知道的化学能密度最高的存储材料之一,它能够存储和传递的能量每磅比几乎任何其他东西都要多,而溴却很昂贵

和危险,具有可比性

他说,许多专家认为铝空气电池可能是锂离子电池和汽车汽油的唯一可行替代品

铝空气电池已被用作电动汽车的增程器,以补充内置可充电电池,从而在内置电池用尽时增加许多续航里程

它们有时还用作偏远地区或某些水下车辆的电源

但是,尽管此类电池只要不使用就可以长期保存,但首次打开电源后,它们会迅速退化

hart解释说,这样的应用程序可以从新系统中大大受益,因为使用现有版本,您无法真正关闭它

您可以刷新它并延迟该过程,但是您不能真正关闭它

但是,例如,如果使用新系统作为汽车的增程器,则可以使用它,然后将其拉入车道并停放一个月,然后再回来,仍然希望它有可用的电池

我真的认为,就这些电池的使用而言,这是一个改变游戏规则的游戏

宣威市合盛渔业有限公司

霍普金斯说,由于新系统可以提供更长的保质期,铝空气电池的使用可能会超出当前的利基应用范围

该团队已经为此流程申请了专利

俄亥俄州凯斯西储大学的工程学教授罗伯特·萨维内尔(robert savinell)说,这里介绍的技术很有说服力,因为它使用基本的表面物理学来估计所需的油和膜特性,并且结果证明了预期的性能

研究

这项工作的确可以减轻对一次金属-空气电池昂贵的高纯度金属和合金的需求,并可以减少电解质添加剂的复杂性

savinell补充说,从高能量密度的铝-空气电池中有效提取可用能量的能力,尤其是在间歇使用条件下,将有助于开发和改进需要非常高能量密度的技术以进行扩展操作

该研究得到麻省理工学院林肯实验室的支持

出版物:布兰登·j·霍普金斯等人,《通过驱油抑制一次铝制空气电池组的腐蚀》,《科学》 2018年11月9日:第一卷 362,第6415版,第658-661页

新宝6创造奇迹登录综合报道

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