納米結(jié)構(gòu)電池材料可降低電動汽車電池成本
電池組是電動汽車上最昂貴的組件,如泰斯拉跑車(TeslaRoadster)和日產(chǎn)Leaf(NissanLeaf)都是這樣。這一成本不是使電動汽車太昂貴,大多數(shù)人買不起,就是促使汽車制造商采用小型電池組,限制了汽車的行程。
為了降低電池成本,提高其性能,五河公司創(chuàng)辦者,中國科學(xué)院化學(xué)教授于郭郭(Yu-GuoGuo),開發(fā)了新的,低成本的方式,提高鋰鐵磷酸鹽(lithium-ironphosphate)的性能,這是一種領(lǐng)先的鋰離子電池電極材料,他也開發(fā)了其他有前途的電極材料。
通常情況下,鋰鐵磷酸鹽的電導(dǎo)率過低,不能使用。這一電導(dǎo)率可以提高,只需把它研磨成極其精細(xì)的納米粉末,就像一些公司如A123系統(tǒng)公司(A123Systems)所做的。由于這種粒子很小,電子或鋰離子這兩者都必需產(chǎn)生電流,因而就可以很快地進出它們。但是,這種粉末很難使用,會提高制造成本。
于郭郭的解決方案是集成磷酸鐵(iron-phosphate)納米粒子,它們更容易密集堆積,不太可能變成在空氣中傳播,但是會保留高導(dǎo)電性。他沒有提供精確的細(xì)節(jié),但他說,這項技術(shù)是基于他早期發(fā)表的一些作品。這項工作的一個例子中,他把納米顆粒嵌在多孔碳(porouscarbo)制成的較大顆粒中。碳導(dǎo)電性好,而微孔容納電解質(zhì)材料,傳導(dǎo)鋰離子很好。
于郭郭說,這些材料的制備只貴了10%到20%,這是對比大塊鋰磷酸鐵而言。但是,它們可以傳導(dǎo)的電力約兩倍于這種塊狀材料,也使鋰磷酸鐵可以獲得兩倍多的能量,大約使能量存儲容量提高一倍。他說,按每瓦時計算,這種材料的成本等同于其他鋰磷酸鐵電極材料。但是,由于這種材料較容易使用,它也可削減成本,把這種材料裝進電池單元。
五河公司是于郭郭去年年底成立的,公司已經(jīng)能夠每年生產(chǎn)300噸電極材料,足以制成約3000萬個標(biāo)準(zhǔn)鋰離子電池單元。公司也制造電池單元,首批應(yīng)用是電動自行車。目前,公司可以生產(chǎn)足夠的電池,大約每年供應(yīng)500輛電動汽車。
JeffDahn是DalhousieUniversity的物理和化學(xué)教授,他說,根據(jù)公司的業(yè)績數(shù)字,磷酸鐵電池將是“非常有用的”,并且性能更好,勝過現(xiàn)在電動雪佛蘭伏特(ChevroletVolt)使用的電池。他預(yù)測,五河公司會找到市場。
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