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高密度锂电池设计克服..

高密度锂电池设计克服了现有技术的能量密度限制
2020-04-24

据了解,一家储能初创公司Sparkz从美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)获得了五项电池技术的独家授权,这5项技术的主要目的为提升能量密度以及减少电池中钴含量,旨在加快电动汽车的生产和电网的储能解决方案。


Sparkz公司成立于2019年,创始人Sanjiv Malhotra将其描述为“一家开发电化学储能技术的隐形公司”。SPARKZ公司授权橡树岭开发的技术包括:高能量密度二次锂电池:这种高密度锂电池设计采用了新型的阴极和阳极组成,克服了现有技术的能量密度限制,实现了更高效的可充电电池。


不含钴的层状氧化物阴极:低成本、不含钴的阴极材料是为开发改进的锂离子电池而研制的。用于锂离子电池快速充放电的含双亚胺锂盐的非水电解质:电解质是电池中阴极和阳极通过交换电子来“交谈”的液体介质。这种新的电解质可以更快地为锂离子电池充电,且在12分钟的充电过程中比其他电解质的充电能力提高23%。


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稳定锂离子电池高容量阴极的早期过渡金属:这一创新改进了锂离子阴极,在阴极的相关位置替换了早期过渡金属,即钴,并改变了锂的组成。电池材料的规模化和加工:这种创新制造通过一系列的化学过程使电池材料可形成工业化生产。


钴通常用于电池的正电荷端,即阴极,开发不含钴的阴极是储能行业的一个重点,微锂电团队之前文章中提到的包括SimpliPhi在内的许多公司正致力于将钴从锂离子电池供应链中移除。特斯拉首席执行官埃隆·马斯克也表示,他希望公司电动汽车的钴使用量“几乎为零”。这与早前报道的刚果钴矿山雇佣童工有部分关系。


橡树岭能源和交通科学部门表示,“要向拥有数百万辆电动汽车的电气化世界迈进,钴是不可持续发展的。”


如今,无钴电池已得到生态化的应用。荷兰储能公司Lithium Werks已经将目标瞄准了海洋市场,包括游艇等船舶上使用的电池,该公司打算在这方面研究不含钴的锂电池的安全特性。此外,另一个Sparkz研究的重点是提高电池的能量密度,这一点对电动车尤为重要。密度长期以来一直是电动汽车电池的卖点,若提高每千瓦时都要大幅增加电池重量,就会提高电动汽车的门槛,也会对里程焦虑产生影响。


高能量密度还会对用于电网的锂离子电池产生影响,尽管这种影响不像对电动汽车那样直接。业内人士认为,由于大多数锂离子电池的制造是由大型电动汽车行业驱动的,高密度电池的好处将渗透到固定储能行业。




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