电动汽车插入式流动性的液态电池
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无论如何,在衰落一个世纪后,电池又开始受到重视。这一趋势是在巨额投资的推动下进行的,研究不仅在电动汽车领域展开,还在手机或游戏机等其他重要领域展开。这些蓄能器正在沿着不可思议的道路前进。
使用钴酸锂正极的锂离子电池于1979年开始商业化,并成功实现了充电的飞跃。在当今正在开发的电动汽车中,锂离子电池占主导地位,但短缺问题已经在短时间内出现——当数亿辆电动汽车的预测成为现实时——因此科学家们开始研究更容易获得甚至更可持续的替代品。
我们的锂离子电池预测表明,该技术不仅将在电动汽车中占据主导地位,而且最终将在传统汽车电池中占据主导地位,同时考虑到即将出台的二氧化碳法规。未来 15 年,铅酸电池的销量将达到顶峰。
在我们在一份关于先进和后锂离子电池的报告中追踪的竞争者中,锂硫是主要候选者,但它有相当大的挑战需要克服,例如其体积能量密度。电池很轻,但太大了。
一个通配符是液流电池。大多数人正确地将这些视为适合在电力公司存储的非常大的单元。一两个组织正在考虑将它们放入汽车中,因为它们的价格是每千瓦时 100 美元,而且它们的尺寸和重量可能在适当的时候正好符合要求。丰田的高级研究人员最近告诉我们,他们不会排除这种可能性。
例如,Nanoflowcell 一直在展示一款跑车(上图),它表示将使用他们的液流电池。据说使用 48V 电池的纯电动汽车的续航里程为 1,000 英里。
动力系统的设计趋势表明,纯电动汽车通常会朝着 800V 方向发展,以实现轻量化和高性能。Fpr 纯电动汽车 48V 通常只在非常弱的占空比中看到,例如高尔夫球车和邮政送货车。
液流电池技术还不成熟。从水库中抽出液体在汽车中听起来并不紧凑或可靠,但谁知道呢?关注此空间。
氧化还原液流电池通常具有非常低的能量密度,大约比最好的锂离子电池低一个数量级。Nanoflowcell 旨在通过利用不可充电的化学物质在汽车中引入氧化还原流动技术。
这些电池的使用寿命比锂离子电池或其他化学物质长得多,但是当它们达到使用寿命时,必须更换它们的内容物。
氧化还原液流电池主要使用两个电解液罐,其中装有相互反应的液体。一旦它们的能量被消耗,这些液体就会被替换,用过的液体有望被回收利用。如果电解液、加油基础设施和回收过程的综合成本具有竞争力,Nanoflowcell 有望提供可在几分钟内充电的纯电动汽车。
氧化还原液流电解液非常便宜(水系电解液为 0.1 美元/千克),这意味着即使在美国,它们也将成为汽油的重要竞争对手。此外,氧化还原液流电池以其寿命长而闻名,许多公司已经提供 20为他们的固定电池提供多年保修。
最终的目标是制造可充电液流电池,从而消除等式中的回收步骤,但在那之前,Nanoflowcell 的产品主张为纯电动汽车提供了一个可行的桥梁。在这些缺点中,值得一提的是,液流电池不能提供大量电力,因此加速和再生制动可能仍需要小型超级电容器和/或锂离子电池。