改写锂电池常规 7月前沿电池技术汇总
当前,关于柔性电池的研发,已有多家初创公司涉足。根据MIT TechnologyReview的报道,加州又出现一家以研发柔性、可反复充电的电池为主的初创公司Imprint Energy.他们已经在测试超级薄的锌电池,希望最终能够把电池卖给可穿戴设备、医疗器械、智能标签、环境传感器的制造商们。
这家Imprint Energy公司的技术,主要来自联合创始人克里斯汀·何(ChristineHo)毕业时在加州大学伯克利学院取得的研究成果:当时她与日本的一名研究人员,使用3D打印机生产出极其微小的锌电池颗粒。
众所周知,作为一种金属,锌相比锂更加稳定,不容易发生化学反应。在电解质当中,从微观层面观察,锌会呈现出像树枝一般的形态,从一个电极蔓延到另外一个电极,缩短电池电量。据此,该公司的联合创始人克里斯汀·何开发出一种固态聚合物电解质,以避免这种问题。这种电解质还增强了锌电池的稳定性,以及反复充电的能力。
另一名公司联合创始人布鲁克斯金凯(BrooksKincaid)称,锌电池融合了薄膜锂电池以及印刷电池的优点。目前薄膜锂电池可以反复充电,不过因为包含了易起反应的物质,从而限制其储电能力,而且制造起来十分昂贵。与此同时,印刷电池虽制造起来很便宜,而且拥有很高储电能力,但无法反复充电。也就是说,Imprint Energy公司所研发的锌电池,既能制造成薄膜的样子,又可以反复充电,而且拥有很高的储电能力。
克里斯汀·何称,其采用自己公司的评测方法评测,结果显示:当现有的柔性电池弯曲1000多次的时候就坏掉了,而锌电池还保持稳定。有业内人士指出,如果锌电池达到这样的性能,那么未来它放在衣服里就不会是梦想。而且由于锌是一种相对稳定的物质,公司在生产基于锌的电池时,不必准备防护性的生产环境,能够降低生产的成本。目前,这家Imprint Energy已经从Phoenix Venture Partners、AME Cloud Ventures两家投资公司中获得600万美元的投资。
分析人士表示,尽管ImprintEnergy才刚起步,但它的终极目标便是穿戴式设备市场,其中既包括消费市场(如耐克FuelBand和Fitbit),也包括医疗健康市场(如植入式监测设备),预计这种新型电池将令穿戴式设备行业受益匪浅。而鉴于穿戴式电子设备还是新兴行业,未来几年才可能成为主流,因此突破性的设计可能会彻底改变该行业。
日本低成本高性能镁蓄电池专门取代锂电池?
如今的智能手机和笔记本电脑中广泛应用锂电池,不过锂是稀有金属,其价格较高且耐热性较差。日本研究人员日前报告说,他们利用镁开发出一种蓄电池,与锂电池相比,其充电量和放电电压更高,而成本则低得多。
日本京都大学的研究人员在新一期英国《科学报告》杂志网络版上报告说,镁与锂相比有多种优点,比如锂的熔点约为180摄氏度,而镁的熔点高达约650摄氏度,因而更为安全,镁的蕴藏量也比锂丰富得多。
不过,开发镁电池也面临一些技术困难,例如此前一直没找到合适的正极材料,同时也缺乏能帮助稳定充电和放电的电解液。
京都大学教授内本喜晴领导的研究小组发现,使用一种铁硅化合物作为电池正极,以一种含乙醚的有机溶剂作为电解液,可以制作出镁蓄电池。这种电池的充电量达到了锂电池的1.3倍,其放电的电压也比锂电池高了2伏特,并且实现了稳定的充放电,其材料费用却只有锂电池的约10%。
研究小组认为,通过改良这种镁蓄电池的电解液,还能进一步增加充电量。该小组正准备进一步开展研究,缩小镁蓄电池充电和放电时的电压差,减少能量损失,以早日达到实用化。研究者认为,这种电池有望用于电动汽车、太阳能及风力发电等领域。
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