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納米結構電池材料
來源:麻省理工科技創業 日期:2011-7-19 作者:全球電池網 點擊:

北京有一家新創公司,名為五河公司(Wuhe),正在制作電極材料和電池,可以降低電動汽車的成本。該公司使用納米結構作為電池材料,就像其他最新的納米結構一樣,這種材料可以傳輸大量爆發的電力,這是加速所需要的,同時可以保持能量存儲容量。但五河公司的進展也使這種材料更容易使用,勝過類似的電極材料,結果是,可以降低電池單元制造成本10%。

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Leaf(NissanLeaf)都是這樣。這一成本不是使電動汽車太昂貴,大多數人買不起,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,五河公司創辦者,中國科學院化學教授于郭郭(Yu-GuoGuo),開發了新的,低成本的方式,提高鋰鐵磷酸鹽(lithium-ironphosphate)的性能,這是一種領先的鋰離子電池電極材料,他也開發了其他有前途的電極材料。

通常情況下,鋰鐵磷酸鹽的電導率過低,不能使用。這一電導率可以提高,只需把它研磨成極其精細的納米粉末,就像一些公司如A123系統公司(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,但是會保留高導電性。他沒有提供精確的細節,但他說,這項技術是基于他早期發表的一些作品。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。碳導電性好,而微孔容納電解質材料,傳導鋰離子很好。

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,公司已經能夠每年生產300噸電極材料,足以制成約3000萬個標準鋰離子電池單元。公司也制造電池單元,首批應用是電動自行車。目前,公司可以生產足夠的電池,大約每年供應500輛電動汽車。

JeffDahn是DalhousieUniversity的物理和化學教授,他說,根據公司的業績數字,磷酸鐵電池將是“非常有用的”,并且性能更好,勝過現在電動雪佛蘭伏特(ChevroletVolt)使用的電池。他預測,五河公司會找到市場。

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