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据公开信息显示,韩国科学家使用阴极材料——标准的锂锰氧化物(LMO),把它浸泡在一种含有石墨的溶液中。然后,将经石墨浸泡的锂锰氧化物进行碳化处理,石墨就会变成一个穿越阴极的导电网。这个新阴极接着被电解质和石墨阳极包起来,就制成了快速充电的锂电池。

不久前,有媒体刊登了一篇题为“韩科学家开发新型锂电池:充电速度提升120倍”的文章,其中提及“给汽车充满电需要不到一分钟”内容,引起了业界强烈关注。

国家863计划节能与新能源汽车重大项目监理咨询专家组组长王秉刚对记者表示,缩短锂电池充电时间是可行的,但是韩方宣称的几分钟或是一分钟充满有点匪夷所思。

  记者调查发现,韩国科学家所称“充满电需要不到一分钟”的新型锂电池,在中国早已实现,但是仅限于单体电池实验室研究,而非韩国科学家所称用于汽车使用的电池组。

  同一日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所新能源技术研究所博士生导师刘兆平对记者表示,就目前世界锂电池技术水平而言,要想实现动力电池“一分钟充满电”有点天方夜谭。

  口号很“唬人”

  “刚开始看到这个消息,惊了我一跳,韩国人技术怎么一下子发展那么快。”清华大学汽车工程系教授、汽车安全与节能国家重点实验室副主任陈全世接受记者采访时指出,韩国人所宣扬的这个新技术也不是一个新鲜东西,目前该技术在世界范围里也仅限于理论阶段,且这个理论在美国也仅得到试验证实。

  记者从美国俄亥俄州Nanotek仪器公司网站公开资料得知,该公司研究人员早在2011年9月就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。

  上述储能设备的功率密度(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。

  “由于其功率密度高,能量转移率就高,充电时间就会缩短。”刘兆平强调,该电池能量储存密度为160瓦/公斤,与商业锂离子电池相当,但是比传统超级电容高30倍,所以存储的能量就很多。

  “该储能设备的关键是阴极和阳极有非常大的石墨烯表面,在制造过程中,研究人员将锂金属置于阳极。首次放电时,锂金属表面发生离子转移,通过电解液向阴极迁移,然后通过石墨烯表面的小孔,到达阴极,这样就产生了电。”刘兆平指出,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,这样锂离子在多孔电极表面的交换时就可以消除嵌插过程所需的时间。

  尽管研究数据很喜人,但是很难形成量产。宇能电气有限公司副总经理武维超在接受媒体采访时表示,在研究过程中使用的氧化石墨烯、单层石墨烯和多层石墨烯等各种不同类型的石墨烯材料,按每克高达2000元的价格计算,制造一辆配有石墨烯电池的汽车,成本可能需要几千万元。在大家还买不起电动车的时候,再去谈一分钟快充有意义吗?

  刘兆平认为,别看很多技术口号叫得很响,多是在实验室里面做出来的,一旦进入产业化阶段,就不得不考虑成本及工艺技术了。

  技术“不靠谱”

  记者从韩国蔚山科技大学官网上找到了题为“韩国新的碳涂层锂离子电池技术,可以将充电时间缩短到一分钟”的文章,其中详细提及了该锂电池的技术特点及制作方法。

  据公开信息显示,韩国科学家使用阴极材料——标准的锂锰氧化物(LMO),把它浸泡在一种含有石墨的溶液中。然后,将经石墨浸泡的锂锰氧化物进行碳化处理,石墨就会变成一个穿越阴极的导电网。这个新阴极接着被电解质和石墨阳极包起来,就制成了快速充电的锂电池。

  针对该锂电池的性能,该文还做了一个“形象”的比喻——这些碳化的石墨网像血管一样运作,电池的每个部分都能同时充电,致使充电速度快了30到120倍。这个标准的锂电池适合用在电动汽车上。毫无疑问,一辆充电时间不到一分钟的电动汽车是相当棒的。

  对于上述文章的内容,刘兆平表示,单体电池要想做到1分钟充满电,在技术上是完全可行的,只要将极耳(从电池芯中将正负极引出来的金属导电体)数量设计增加就可以实现快充。

  “但是要将很多单体电池组合到一起作为汽车用动力电池,其瞬间电流将达到近600安培,而国家允许的电流只有200安培,很容易造成燃烧风险。”刘兆平表示,其实韩国科学家是偷换了一个概念,能够实现1分钟充满电的应该是单体电池,而不是电池组,实验室中的单体电池测试数据也不能照搬用在动力电池上。

  “现在很多国家政府及企业都说在新能源汽车领域有很强的技术实力,但是实现量产的又有几个?”台湾立凯电能科技股份有限公司中国区总经理杨智伟也表示,俗话说“酒香不怕巷子深”,该机构的电池技术好不好,看有多少家企业及产品在应用不就知道了。

  “神话”破灭“此理论付诸实践的难题在于材料很难找到,虽然是石墨,但是对密度和纯度有很高的要求,就目前而言,还未有能实现超短充电时间的电池样本出来。”陈全世对记者表示,即使这种理论能付诸实践,也是从很小的纽扣电池做起,何时能做出车用电池没有时间表。

  “韩国科学家提出的快速充电性能,实际上是以牺牲电池及整车其他性能作代价。”科技部863电动汽车重大项目管理办公室宁国宝博士也坦陈,电池快速充电,意味着离子在电池隔膜上快速移动,而隔膜是很薄的一个物件,经常性使用快速充电,电池易造成短路,影响其寿命。

  宁国宝补充道,犹如“木桶效应”,盛水量的多少是由最短的木板限制。动力电池性能的好坏是由多种因素决定的,不能一味的追求某方面性能。

  对于上述专家的种种疑惑,记者努力联系该校教务部门,可是电话一直无法接通。

  一位名为“KentBeuchert”的网友在该校BBS中留言指出,“不幸的是,电池还有很多问题需要解决。

  与慢充相比,高成本才是最严重的。

  重量和尺寸也影响着电池在汽车中的大量应用。如果不能解决上述问题,那么这个研究就没有实际应用价值”。

  “一分钟充电固然是大家所愿望的,但是科学来不得半点虚假。”对于韩国该项“研究”对中国新能源发展的启发,宁国宝认为,我们必须扎扎实实的做学问及研究,新能源汽车发展是一个体系工程,哪怕其中一个环节出现出题,对于整个产业都是致命的。

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