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    電池三大奇兵:石墨烯 鋁空氣和納米點
    2014年以來,圍繞電動汽車動力電池引發的話題一直是人們關注的焦點,石墨烯、鋁空氣電池和納米點電池技術成為2014年電池世界的三大奇兵。其中石墨烯更是在2014年底引爆了電池產業,業內甚至預測這項技術或將引發電池行業的技術革命,重塑行業格局。

    打破動力電池續航魔咒 石墨烯或引發技術革命

      石墨烯,這個以往更多出現在實驗室的材料,一夜之間成為產業界“新寵”。自2014年12月初西方媒體報道西班牙Graphenano公司和西班牙科爾瓦多大學合作研發出石墨烯電池以來,充電8分鐘續行1000公里就成為電動汽車產業一個“重磅炸彈”,引發了持續的關注。

      據悉,石墨烯基陽極材料可將現有鋰離子電池的能量密度和輸出功率提高三倍,隨著相關技術的應用,或徹底打破電動汽車續航里程短這一窘境。以西班牙的超級電池為例,1000公里的續航里程幾乎接近北京到上海的直線距離,遠超出傳統汽車一箱油的行駛距離。此外,據稱石墨烯超級電池的充電時間僅比加一次的時間略長一點,但續航里程則比一箱油要長很多。

      據媒體報道,這種“超級電池”已在德國兩大汽車巨頭的汽車上進行試驗,并在2015年第一季度生產上市使用。業內人士認為,“超級電池”一旦大規模應用到電動車上,對整個行業將是顛覆性的。隨著相關技術的成熟并進入量產應用階段,電動汽車電動汽車商業化時代將全面到來。

    只添加清水 續航可達1600公里的鋁空氣電池再掀波瀾

      金屬空氣電池――這一技術設想已存在了一百年,而真正引起人們的關注還是一篇來自國外的關于鋁空氣電池的報道。據悉,2014年,Alcoa(美鋁公司)和以色列Phinergy公司在位于蒙特利爾的維倫紐夫賽車場對一臺電動車進行了測試,而真正驚人的是隨后發布的新聞稿――該車搭載了兩家公司聯合開發的鋁空氣電池后,其續航里程可以增加到994英里(約合1600公里)。

      相關資料顯示,鋁空氣電池的理論比能量可達8100Wh/kg,2014年的鋁空氣電池的實際比能量只達到350Wh/kg,但也是鉛酸電池的7~8倍、鋰電池的2.3倍。采用鋁空氣電池后,車輛能夠明顯地提高續駛里程。

      然而,由于鋁-空氣電池在放電過程中陽極腐蝕會產生氫,這不僅會導致陽極材料的過度消耗,而且還會增加電池內部的電學損耗。這成為鋁-空氣電池的商業化進程的最大障礙。而以色列Phinergy公司表示,這一難題已被攻克。該公司開發出的鋁-空氣電池的空氣陰極配備有專用的銀基催化劑,其采用了獨特的創新結構,該結構可以使氧氣順利通過,而可以將二氧化碳阻隔在外。通過該創新結構,Phinergy鋁-空氣電池的空氣陰極可以有效避免電極的碳化問題,其工作壽命也因此可以達到數千小時。

      鋁空氣電池的另一個優勢是維護方便。按照現在的技術方案,鋁空氣電池主要是作為鋰電池的補充電源,用戶只要每一到兩個月注入自來水以支持化學反應,每年讓技術人員對它進行一次保養即可。據稱該電池的壽命可達20到30年。

      納米點電池電動汽車計劃2016年問世 讓充電像加油一樣快?

      從媒體報道來看,納米點電池的充電速度甚至快過石墨烯。2014年11月路透社報道稱,以色列一家公司宣布研發的納米電池能夠在數十秒內為手機充滿電、數分鐘內為電動汽車充滿電。并表示這項技術進步將改變全球最具活力的兩大消費產業。

      而此前美國馬里蘭大學的研究人員也表示,他們研發了一種納米電池將使電動汽車受益。該技術使用了叫做“納米孔”的電池,可攜帶電解液,在納米管電極末端之間保持電荷,數百萬個納米孔單元可容納在一個郵票大小的電池上。這項最新研究報告聲稱僅在12分鐘之內便能對手機完全充電,并且它可以重復使用數千次,據稱這項技術的最大優勢在于能夠快速充電。

      而以色列的這家公司也表示,其使用納米技術合成分子材料制造的電池就像超高密度的海綿,能夠更快地吸收并鎖住大量電量。這種材料基于“納米點”技術研發,“納米點”能夠改變電池的運作方式。據該項技術的研發人員表示,未來這種技術運用到電動汽車上,將能夠在二、三分鐘內為電動汽車充滿電。

      作為一個“電力饑渴”的時代,石墨烯、鋁空氣、納米點這三項電池技術對人們日常生活的影響無疑是巨大的,尤其是隨著燃油資源的逐漸枯竭,電力就成為最為環保的一項可再生替代資源。電動交通工具和手機這兩大最具活力的消費產業,也使得這三項技術有著廣闊的發展空間。另外,從目前三項技術的發展來看,石墨烯或將最快被應用到電動汽車領域,有媒體猜測,特斯拉的“超級電池”計劃或許就是與石墨烯技術相關的項目。

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