電動(dòng)小偵探從外媒獲悉,目前全球鋰離子電池的能量密度正以每年8%左右的速度增長(zhǎng),如果按照這樣的速度增長(zhǎng)下去,大約10年后,它們將接近汽油的能量密度。在電池技術(shù)的發(fā)展中,還有一種電池能夠與汽油媲美。那就是鋁-空氣電池而且它比鋰離子電池更輕、更便宜,影響其發(fā)展的最大因素是它會(huì)腐蝕。
最近一個(gè)新的研究小組聲稱已經(jīng)找到解決辦法。根據(jù)他們發(fā)表在《科學(xué)》上的研究論文顯示,普通鋰離子電池放一個(gè)月的時(shí)間,那么它們會(huì)損失5%的電量,而鋁-空氣電池由于鋁會(huì)受到腐蝕的關(guān)系,放上一個(gè)月電量會(huì)損失80%。該研究人員解決了鋁和電解液直接腐蝕的問(wèn)題,讓鋁-空氣電池在一個(gè)月內(nèi)只損失了0.02%的電量。
▲ 普通鋰離子電池工作原理
據(jù)了解,普通鋰離子電池中含有液體電解質(zhì),它位于陽(yáng)極和陰極之間的,當(dāng)離子從陽(yáng)極跑到到陰極時(shí),它通過(guò)收集釋放的電子來(lái)產(chǎn)生能量。在鋁-空氣電池中,陽(yáng)極是鋁,陰極是空氣。由于電池可以從周圍環(huán)境中獲取空氣,而鋁儲(chǔ)量豐富、重量輕且價(jià)格便宜,所以這種電池很有可能會(huì)成為未來(lái)的全新的電池技術(shù)。
不過(guò)在這之前,當(dāng)鋁和電解液混合在一起的時(shí)候,后者就會(huì)開(kāi)始腐蝕前者。如果使用非腐蝕性電解液則會(huì)大大降低電池的性能,一旦電池重新進(jìn)入待機(jī)狀態(tài),就無(wú)法提取電解液,因?yàn)殇X是親水的。對(duì)此,研究人員提出了用油沖洗電解液的解決方案。
研究人員在電池的陽(yáng)極和陰極之間設(shè)置了一層薄膜,當(dāng)電池使用的時(shí)候兩面都充滿了電解液,一旦電池停止使用,最靠近鋁的一側(cè)則會(huì)被油沖洗掉,此時(shí),油起到了保護(hù)鋁的作用。當(dāng)需要再次使用電池的時(shí)候,電解液將取代油。由于鋁在水里會(huì)排斥油,所以此時(shí)不會(huì)有油留在水里邊。
為了試驗(yàn)在現(xiàn)實(shí)條件下電池能量損耗,研究人員先是使用了一小部分的電量,然后讓它靜止一兩天時(shí)間,然后再重復(fù)上面的步驟。為了模擬電動(dòng)汽車在城市中的行駛狀態(tài)。最終,他們研發(fā)的電池持續(xù)使用了24天時(shí)間,比傳統(tǒng)的鋁-空氣電池多了8倍。
這是否意味著在未來(lái)幾年內(nèi)鋁-空氣電池會(huì)取代鋰電池呢?
答案是不會(huì)。因?yàn)榻o電池充電仍有著一些待解的復(fù)雜問(wèn)題,所以前幾代可能是無(wú)法充電或只能進(jìn)行幾次的充電。