长安启元A07要做高品质汽车的引领者
05-17
美国能源部高级研究项目局 (ARPA-E) 正在资助多个使用液体电池电极的项目，以降低成本并提高能量密度。
电池测试：阿贡国家实验室的化学家埃琳娜蒂莫菲娃（Elena蒂莫费耶娃）正在开展一项测试液体电极的实验。
一种新型电池将能量储存在研究人员所谓的“充电燃料”中——一种液体形式的电极。
其成就在于它可以像传统电池一样充电，也可以通过注入新燃料来充电，就像加满汽油一样。
开发该技术的研究人员表示，理论上该材料可以让电动汽车一次充电行驶数英里（公里），是当今大多数电动汽车行驶里程的五倍。
该技术由阿贡国家实验室和伊利诺伊理工学院开发。
在加油站重新加油只需几分钟。
相比之下，即使是最快的传统电池充电站也需要一个小时才能充满电。
有限的行驶里程和较长的充电时间是电动汽车面临的两个最大挑战。
液态电池电极可以通过增加电池组的充电容量来实现更远的行驶里程，而且电池组也因为需要更少的非储能组件而更便宜。
资助这项工作的美国能源部高级研究计划局 (ARPA-E) 的项目经理刘平 (Ping Liu) 表示，使用液体电极的电池也比传统电池更安全。
正极和负极材料将存储在单独的存储罐中，而不是像传统电池那样存储在同一电池单元中。
这可以防止短路和过热，从而导致锂电池着火。
可充电燃料尚处于早期阶段，但 ARPA-E 看好这项技术，并宣布为四个开发该技术的团体提供资金。
除了伊利诺伊州项目外，ARPA-E 还支持通用电气、国家可再生能源实验室和麻省理工学院的衍生公司 24M。
伊利诺伊州的研究人员现在展示了一种使用液体电极和固体电极的小型“半电池”电池。
他们计划在上个月开始的 ARPA-E 资助的 10,000 美元项目中建造一个正极和负极都使用液体的原型。
电池将能够存储 1 千瓦时的能量，足以行驶几英里。
在传统电动汽车电池中，电池组中高达 75% 的材料由不存储能量的组件组成，包括电池封装、传感器、电连接器、冷却系统等。
在液体中存储能量至少可以理论上，可以消除大部分材料，从而减小电池组的尺寸和成本。
关键是将储能材料与用于提取能量和产生电流的结构分开。
在传统电池中，每层电极材料都与一片铝箔和塑料薄膜配对，以允许电子和离子流动以产生电力。
如果想要储存更多的能量，就需要添加更多的铝箔和塑料薄膜。
在新型电池中，液体电极将存储在储罐中，并通过相对较小的设备泵送以相互作用并发电。
增加储能只需要建造更大的储罐，而发电装置的规模可以保持不变。
水箱越大，发电设备所占总容积的比例就越小。
液体电极已经存在了一段时间，例如作为液流电池设备的一部分，但它们通常将能量存储在稀溶液中，并且体积太大，不适合在汽车中使用。
有些电池具有熔化电极，更适合固定使用。
每个 ARPA-E 项目都致力于将液体的能量密度提高一个数量级。
MIT 的衍生公司 24M 是该领域的先驱，已经证明了悬浮高浓度高能电极粉末并从中提取能量的可能性。
主要挑战是为实际电池实现足够高的电导率。
伊利诺伊州的研究人员也有类似的方法。
他们强调，由于如此小尺寸颗粒的特殊性质，使用纳米粉末可以悬浮非常高的浓度并且仍然容易流动。
他们还开发了一种从颗粒中提取电流的新方法，他们希望这将使它们能够提高电导率。
在他们完成专利申请之前，这项技术的细节是保密的。
液体电极电池确实有一些潜在的缺点。
纳米颗粒降解速度很快，研究人员刚刚开始设计整个系统。
他们需要设计一种方法来有效地泵送材料并廉价地生产电池。
通过用新材料填充油箱来给汽车充电需要安装新的基础设施，这可能很昂贵。
与此同时，传统电池的价格将继续下降，而技术创新使它们能够快速充电。
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