kimi25 2011-9-15 21:44
美国研发锂离子交换电池 电动车一分钟充满电[1P]
一种看起来怎么也和电池搭不上界的物质，成了突破电池技术瓶颈的关键。美国俄亥俄州Nanotek仪器公司的研究人员利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出一种新型储能设备，可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。
该研究发表在近期出版的《纳米快报》上。
电池充电性能成为电动车发展的最大挑战
众所周知，电动汽车因其清洁节能的特点而被视为汽车的未来发展方向，但电动汽车的发展面临的主要技术瓶颈就是电池技术。这主要表现在以下几个方面：一是电池的能量储存密度，指的是在一定的空间或质量物质中储存能量的大小，要解决的是电动车充一次电能跑多远的问题。二是电池的充电性能。人们希望电动车充电能像加油一样，在几分钟内就可以完成，但耗时问题始终是电池技术难以逾越的障碍。动辄数小时的充电时间，让许多对电动车感兴趣的人望而却步。因此，有人又将电动车电池的充电性能称为电动车发展的真正瓶颈。
目前在电池技术上主要采用的是锂电池和超级电容技术，锂电池和超级电容各有长短。锂离子电池能量储存密度高，为120瓦/公斤到150瓦/公斤，超级电容的能量储存密度低，为5瓦/公斤。但锂电池的功率密度低，为1千瓦/公斤，而超级电容的功率密度为10千瓦/公斤。目前大量的研究工作集中于提高锂离子电池的功率密度或增加超级电容的能量储存密度这两个领域，但挑战十分巨大。
新研究通过采用石墨烯这种神奇的材料，绕过了挑战。石墨烯因具有如下特点成为新储能设备的首选：它是目前已知导电性最高的材料，比铜高五倍；具有很强的散热能力；密度低，比铜低四倍，重量更轻；表面面积是碳纳米管两倍时，强度超过钢；超高的杨氏模量和最高的内在强度；比表面积(即单位质量物料所具有的总面积)高；不容易发生置换反应。
美国研发锂离子交换电池 电动车一分钟充满电
新设备让电动车不到1分钟充满电
新储能设备又称为石墨烯表面锂离子交换电池，或简称为表面介导电池(SMCS)。它集中了锂电池和超级电容的优点，同时兼具高功率密度和高能量储存密度的特性。虽然目前的储能设备尚未采用优化的材料和结构，但性能已经超过了锂离子电池和超级电容。新设备的功率密度(即电池能输出最大的功率除以整个燃料电池系统的重量或体积)为100千瓦/公斤，比商业锂离子电池高100倍，比超级电容高10倍。功率密度高，能量转移率就高，充电时间就会缩短。此外，新电池的能量储存密度为160瓦/公斤，与商业锂离子电池相当，比传统超级电容高30倍。能量储存密度越大，存储的能量就越多。
SMC的关键是其阴极和阳极有非常大的石墨烯表面。在制造电池时，研究人员将锂金属置于阳极。首次放电时，锂金属发生离子化，通过电解液向阴极迁移。离子通过石墨烯表面的小孔，到达阴极。在充电过程中，由于石墨烯电极表面积很大，大量的锂离子可以迅速从阴极向阳极迁移，形成高功率密度和高能量密度。研究人员解释说，锂离子在多孔电极表面的交换可以消除嵌插过程所需的时间。在研究中，研究人员准备了氧化石墨烯、单层石墨烯和多层石墨烯等各种不同类型的石墨烯材料，以便优化设备的材料配置。下一步将重点研究电池的循环寿命。目前的研究表明，充电1000次后，可以保留95%容量；充电2000次后，尚未发现形成晶体结构。研究人员还计划探讨锂不同的存储机制对设备性能的影响。
研究表明，在重量相同的情况下，仅以尚未优化的SMC替代锂离子电池，SMC或锂离子电池电动车的驾驶距离相同，但SMC的充电时间不到一分钟，而锂离子电池则需要数小时。研究人员相信，优化后SMC的性能会更好。
如果今后电动汽车广为流行，充电站设置在加油站，其结果将会出现一幅十分有趣的情景，那就是电动车的充电时间将比加油还要快，而且比加油还便宜。研究人员表示，除了电动汽车外，该设备还可用于再生能源储存(如储存太阳能和风能)和智能电网。(文/科技日报)
[img]http://news.mydrivers.com/Img/20110915/2011091505271382.jpg[/img]
wn-htk 2011-9-15 22:02
其实这个技术目前意义不大，因为一般家用电线无法承受这么大的瞬间电流，非跳闸不可
hnhbhbcj 2011-9-15 22:19
回复 1楼 的帖子
什么时候能实际投入使用，就是环保的真正开始。
F110SOS110 2011-9-15 22:32
哇塞
如果價格不高的話 是一大革命啊
美國佬在科技上還是遙遙領先阿
referee 2011-9-15 22:46
这个算清洁能源吗，现在烧汽油确实不是长久之计
wintnt3721 2011-9-15 23:12
值得期待，任何新技术都必将导致人类的生活发生变化，期待这一天早点到来。
ashi0126 2011-9-15 23:14
秒冲，以为是冲Q币啊，不怕电池爆了。
想法是好，可是实际运用中最重要的就是安全性。如此快速充电，本身就不安全。
cljahxj888 2011-9-15 23:15
一般用处不大瞬间那么大电流一般保险丝承受不住啊
heatfox 2011-9-15 23:16
这个是真的吗？？也问一下什么时候能实际投入使用？:excellence
xiaoming2009 2011-9-15 23:20
如果废旧电池的处理解决不好，总体来说还是没减少污染，不过是将污染滞后，影响后代。
xiao懒汉 2011-9-15 23:52
[quote]原帖由 [i]wn-htk[/i] 于 2011-9-15 22:02 发表 [url=http://67.220.93.4/forum/redirect.php?goto=findpost&pid=76036917&ptid=4094263][img]http://67.220.93.4/forum/images/common/back.gif[/img][/url]
其实这个技术目前意义不大，因为一般家用电线无法承受这么大的瞬间电流，非跳闸不可 [/quote]
家用意义不大？先学习电子原理，不过我估计这个东西是从美国的激光武器系统淘汰下来的东西！美国现在正在研究激光武器的实用化。
xing_cake1976 2011-9-15 23:54
要是真的 这种电池真是革命性的突破 都不用加油了 到时电费会不会涨的跟油价一样⊙﹏⊙b
postlist 2011-9-16 00:23
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byfeier 2011-9-16 00:34
这个如果投入应用那将是一场变革啊，一分钟，好夸张啊，以后看来都是电动车的天下了
jiajialin1014 2011-9-16 00:43
现在路边也有很多所谓快充 很伤电瓶的 充一次基本电瓶寿命就没多少了
cjwly 2011-9-16 12:26
虽然知道又好处必有弊端，但是这技术很不赖，真是一分钟就能充满希望早点普及
againner 2011-9-20 18:42
如是这项技术能够推广的话，中石油就会变成中电池了。
tangbohu314 2011-9-20 23:14
2楼说的非常在理。就算是电池具备这样的功能，但是电气线路却不满足这样大的瞬时电流。我觉得这个意义不大，对未来有革命性意义的应该是电池的容量，这个是最关键的。如果锂电池的容量能有质的飞跃，那么我们的生活将大为改观。。。手机更轻便，电动车满大街跑，不用受中石油中石化的鸟气了。
drifter 2011-9-21 00:59
这个技术好啊，就是不知道成本有多高，以后一定有发展前途。
tianren125 2011-9-21 11:17
电确实是个高清洁的能源啊，要是真有这个技术普及了，那电动车就好了
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