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美国开发出新型电池隔膜,电动汽车行驶里程将有望增长

2016-10-19 228浏览 标签: 美国电池隔膜
研究内容
      
       2016年8月23日讯,美国俄亥俄州立大学的研究团队开发了一种新型高分子电池隔膜,阻止电池自放电,并允许电池快速充电,提高了电动汽车电池的安全性能。
       这技术能够控制电池内部的电荷流动,可应用于电动汽车高功率超级电容器领域,并可解决电池起火问题。俄亥俄州立大学研究团队的Vishnu Baba Sundaresan和其博士研究生Travis Hery命名这项研究为“离子氧化还原晶体管(ionic redox transistor)”,并使用这项技术开发了新型电池,称其为“氧化还原晶体管电池(redox transistor batteries)”,使用离子电解质储能,并确保这种快充、高功率电池可应用于汽车上,一次充电行驶更长的距离。而传统的电动汽车电池具有性能极限,即每分钟充电量仅可以行驶0.4英里,远低于这种新电池技术的行驶里程(每分钟充电量可行驶数十公里)。

工作原理

    像锂离子电池这样的电池系统具有隔膜,起到传导电荷和物理隔离正负极的作用,但是,即使是最先进的电池也会有电荷损失,这是因为隔膜不能完全阻止正负极之间的电荷泄漏,这种内部化学反应称为自放电。最佳条件下,自放电缓慢将电能转换为热能,将电能消耗殆尽;最差条件下,会导致电池过热甚至起火。
     这种现象称为“热逃逸”,一旦开始,很难将其关闭。该研究团队确信将该技术与特殊设计的电子控制单元相结合可以停止电荷传输并阻止热逃逸。将导电高分子和聚碳酸酯相结合,当电池充放电时,导电聚合物收缩或者打开微孔;当电池不使用时,聚合物膨胀关闭微孔。实验室测试发现,这种隔膜适用于锂离子、钠离子和钾离子体系,当电池不使用时,可有效将电荷损失降为零,与此同时,却不影响电池的正常充放电功能。该项目获得(美国)国家科学基金的支持。

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