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納米電池
閱讀�3399時間�2017-10-24 11:01:35

  納米�10^-9�,納�電池即用納米材料(如納米MnO2,LiMn2O4,Ni(OH)2等)制作的電池,納米材料具有特殊的微觀�(jié)�(gòu)和物理化學性能(如量子尺寸效�,表面效應和隧道量子效應�。目前國�(nèi)技�(shù)成熟的納米電池是納米活性碳纖維電池�
  納米電池由正負電�、電解質(zhì)、聚合物隔離膜組�,納米電池的負極材料是納米化的天然石�,納米電池的正極是納米化材料,采用由PP和PE復合的多層微孔膜作為隔離�,并在電解質(zhì)中加入導電的納米碳纖��

主要用�

  主要用于電動汽車,電動摩托車,電動助力車上。該種電池可充電循環(huán)1000�,連續(xù)使用�10年左右一次充電只需20分鐘左右,平路行程達400km,重量在128kg,已�(jīng)超越美日等國的電池汽車水�。它們生�(chǎn)的鎳氫電池充電約需6-8小時平路行程300km�

基本組成

  納米電池由正負電�、電解質(zhì)、聚合物隔離膜組成,納米電池的負極材料是納米化的天然石墨,納米電池的正極是納米化材料,采用由PP和PE復合的多層微孔膜作為隔離�,并在電解質(zhì)中加入導電的納米碳纖維。電池的正極,由鋁箔與電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,它把正極與負極隔開,由納米石墨組成的電池負�,由銅箔與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝�

充放電原�

  納米電池在充電時,正極中的Li+通過聚合物隔膜向負極遷移;在放電過程�,負極中的鋰離子Li+通過隔膜向正極遷�。利用嵌�/脫嵌過程,實�(xiàn)電池的反復充放電。采用的是卷繞式,制�14500�18650�26650等型電池。用鋁箔收集正極電流并引出,用銅箔收集負極電流并引出�
  LINGTH凌世集團公司研發(fā)的納米電池通過特制的大球磨機及特殊工藝,將電池正極材料、負極材料納米化,使電極材料的粉末粒度從5微米降至150納米左右,降低了電池材料的體積,提高電池密度,電池的振實密度�1.2g/cm提高�2.4g/cm,從而提高電池的容量,并加入導電性良好的納米碳纖�,提高電池的充放電性能,使電池容量提�20%左右,充放電性能提高30%.  納米電池由正負電�、電解質(zhì)、聚合物隔離膜組�,納米電池的負極材料是納米化的天然石�,納米電池的正極是納米化材料,采用由PP和PE復合的多層微孔膜作為隔離�,并在電解質(zhì)中加入導電的納米碳纖維。電池的正極,由鋁箔與電池正極連接,中間是聚合物的隔膜,它把正極與負極隔開,由納米石墨組成的電池負�,由銅箔與電池的負極連接。電池的上下端之間是電池的電解質(zhì),電池由金屬外殼密閉封裝�

技�(shù)

  美國科學家研制出了擁有三維納米結(jié)�(gòu)電極的電�,充放電可在幾秒�(nèi)完成,而且快速充放電不會影響電池的能量密�。成果有望徹底改變電池的設計方法�
  伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校材料科學和工程教授保爾-保恩同碩士生于新迪(音譯�、博士后研究員張惠剛(音譯)一起,將一個薄膜包裹成三維納米�(jié)�(gòu)的電�,讓其能獲得較大的有效容積和電流。演示結(jié)果表�,擁有這種電極的電池能在幾秒鐘�(nèi)快速地充電和放�,效率是塊狀電極電池�100�。這意味著,當將其用于電動汽車�(nèi)�,其充電所需的時間可能和在加油站加油一�;更重要的是,快速充放電對電池的能量密度(在一定空間或�(zhì)量物�(zhì)中儲存能量的大小,要解決的是電動車充一次電能跑多遠的問題)毫無影響�
  保恩表示:“這種能快速充放電的新電池除了能在汽車�(lǐng)域大展拳腳外,也可以用于�(yī)藥設�、激光器�(nèi)和軍事領(lǐng)�?�?BR>  科學家們首先將細小的圓球涂在一個表面上,隨后將圓球緊緊包裹成一個網(wǎng)格狀的結(jié)�(gòu),圓球之間的空隙和圓球四周都填滿金屬;接著將圓球熔化,得到一個類似海綿的三維支架;然后用電解法對三維支架的表面進行蝕刻,從而讓海綿�(jié)�(gòu)�(nèi)的微孔增�,制造出了一個開放的框架�(jié)�(gòu),再將活性物�(zhì)薄膜涂在該框架上�
  研究人員指出:“結(jié)�,我們得到了一個性能�(yōu)異的電極�(jié)�(gòu),其相互之間的聯(lián)系很�,因此鋰離子能快速移�;活性物�(zhì)薄膜也使鋰離子能很快擴散;同時,金屬材料讓其導電性更�。�
  保恩說:“研究與任何特定的電池類型無�(guān),而是一種新的電池設計范式用三維�(jié)�(gòu)來增強電池的性能。�
  這項研究獲得了美國陸軍研究實驗室和美國能源部的支��

維庫電子�,電子知識,一查百��

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