鉅大LARGE | 點擊量：2046次 | 2021年10月12日
電池技術(shù)“鋅”盛“鋰”衰？我國鋅電池研究現(xiàn)狀
根據(jù)MITTechnologyReview的報道，加州又出現(xiàn)一家以研發(fā)柔性、可反復(fù)充電的電池為主的初創(chuàng)公司ImEnergy，他們已經(jīng)在測試超級薄的鋅電池，希望最終能夠把電池賣給可穿戴設(shè)備、醫(yī)療器械、智能標(biāo)簽、環(huán)境傳感器的制造商們。除此之外，早在今年三月份，國內(nèi)首條鋅電池電動公交示范線就落戶天津。分析人士表示，鋅電池技術(shù)的不斷突破以及逐步產(chǎn)業(yè)化，肯定會帶動相關(guān)行業(yè)的快速發(fā)展。
柔性鋅電池或打開可穿戴設(shè)備想象空間
隨著可穿戴電子設(shè)備的興起，柔性電池早就成為科學(xué)家們研究的熱點。過去幾年，科學(xué)家們一直將研究的方向集中于柔性薄膜鋰離子電池等方面；如今，為了解決可穿戴設(shè)備電力短缺的問題，科學(xué)家們似乎正在將研究方向轉(zhuǎn)至鋅電池領(lǐng)域。
當(dāng)前，有關(guān)柔性電池的研發(fā)，已有多家初創(chuàng)公司涉足。根據(jù)MITTechnologyReview的報道，加州又出現(xiàn)一家以研發(fā)柔性、可反復(fù)充電的電池為主的初創(chuàng)公司ImEnergy。他們已經(jīng)在測試超級薄的鋅電池，希望最終能夠把電池賣給可穿戴設(shè)備、醫(yī)療器械、智能標(biāo)簽、環(huán)境傳感器的制造商們。
這家ImEnergy公司的技術(shù)，重要來自聯(lián)合創(chuàng)始人克里斯汀·何(ChristineHo)畢業(yè)時在加州大學(xué)伯克利學(xué)院取得的研究成果：當(dāng)時她與日本的一名研究人員，使用3D打印機(jī)生產(chǎn)出極其微小的鋅電池顆粒。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
眾所周知，作為一種金屬，鋅相比鋰更加穩(wěn)定，不容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在電解質(zhì)當(dāng)中，從微觀層面觀察，鋅會呈現(xiàn)出像樹枝一般的形態(tài)，從一個電極蔓延到另外一個電極，縮短電池電量。據(jù)此，該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人克里斯汀·何開發(fā)出一種固態(tài)聚合物電解質(zhì)，以防止這種問題。這種電解質(zhì)還增強了鋅電池的穩(wěn)定性，以及反復(fù)充電的能力。
另一名公司聯(lián)合創(chuàng)始人布魯克斯金凱(BrooksKincaid)稱，鋅電池融合了薄膜鋰離子電池以及印刷電池的優(yōu)點。目前薄膜鋰離子電池可以反復(fù)充電，不過因為包含了易起反應(yīng)的物質(zhì)，從而限制其儲電能力，而且制造起來十分昂貴。與此同時，印刷電池雖制造起來很便宜，而且擁有很高儲電能力，但無法反復(fù)充電。也就是說，ImEnergy公司所研發(fā)的鋅電池，既能制造成薄膜的樣子，又可以反復(fù)充電，而且擁有很高的儲電能力。
克里斯汀·何稱，其采用自己公司的評測方法評測，結(jié)果顯示：當(dāng)現(xiàn)有的柔性電池彎曲1000多次的時候就壞掉了，而鋅電池還保持穩(wěn)定。有業(yè)內(nèi)人士指出，假如鋅電池達(dá)到這樣的性能，那么未來它放在衣服里就不會是夢想。而且由于鋅是一種相對穩(wěn)定的物質(zhì)，公司在生產(chǎn)基于鋅的電池時，不必準(zhǔn)備防護(hù)性的生產(chǎn)環(huán)境，能夠降低生產(chǎn)的成本。目前，這家ImEnergy已經(jīng)從PhoenixVenturePartners、AMECloudVentures兩家投資公司中獲得600萬美元的投資。
分析人士表示，盡管ImEnergy才剛起步，但它的最終目標(biāo)便是穿戴式設(shè)備市場，其中既包括消費市場(如耐克FuelBand和Fitbit)，也包括醫(yī)療健康市場(如植入式監(jiān)測設(shè)備)，預(yù)計這種新型電池將令穿戴式設(shè)備行業(yè)受益匪淺。而鑒于穿戴式電子設(shè)備還是新興行業(yè)，未來幾年才可能成為主流，因此突破性的設(shè)計可能會徹底改變該行業(yè)。
國內(nèi)首條鋅電池
電動公交示范線落戶天津
盡管鋅電池的研發(fā)還未完全產(chǎn)業(yè)化，但目前已有一些跡象顯示鋅電池的產(chǎn)業(yè)空間十分廣闊。國內(nèi)方面，據(jù)相關(guān)媒體報道，今年三月十七日，中航國際(香港)集團(tuán)與天津融藍(lán)實業(yè)集團(tuán)有限公司、北京長力投資北京中航長力有限公司簽約儀式暨金屬燃料動力鋰電池研究中心落成揭牌活動，在天津空港經(jīng)濟(jì)區(qū)舉辦。
據(jù)了解，該研究中心的落成，將以京津地區(qū)這一我國核心發(fā)展區(qū)為平臺，緊緊圍繞國際領(lǐng)先的鋅空氣電池的運行經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深入研究，建立國內(nèi)第一個有經(jīng)濟(jì)效益的、以鋅空氣電池為動力的電動汽車公交運行示范線，生產(chǎn)出具有最高的動力性能和有效物質(zhì)利用率鋅空氣電池產(chǎn)品，從而在民用領(lǐng)域及領(lǐng)域開拓全新的綠色環(huán)保新能源市場。
業(yè)內(nèi)人士表示，金屬燃料動力鋰電池研究中心落戶空港，標(biāo)志著金屬燃料動力鋰電池研究中心邁出了成功的第一步。
會上，天津百泰公司對九能京通新能源科技有限公司試產(chǎn)的鋅空氣燃料動力鋰電池進(jìn)行續(xù)航里程、電機(jī)控制器等階段性試驗后表示認(rèn)可。據(jù)介紹，坐落于節(jié)能環(huán)保工業(yè)區(qū)的九能京通瞄準(zhǔn)鋅能源電池的巨大潛在市場，致力于金屬空氣燃料動力鋰電池的生產(chǎn)、研發(fā)和銷售，目前已成功在北京理工大學(xué)的電動大巴上試運行數(shù)千公里，并通過國家863電池測試中心檢測，具有安全性能高、比能量高、工作電壓平穩(wěn)、使用壽命長、原材料豐富并可再生利用、價格合理等強大的競爭優(yōu)勢。公司技術(shù)人員介紹，鋅空氣電池屬于零污染產(chǎn)品，生產(chǎn)過程無污染，使用它的電動大巴在行駛過程中實現(xiàn)“零污染排放”。
據(jù)了解，九能京通(天津)新能源科技有限公司是天津市第八批20個工業(yè)重大項目之一，總投資3.3億元、占地185畝。分三期建設(shè)，預(yù)計2014年十二月工程全部建成投產(chǎn)后，將實現(xiàn)年產(chǎn)16萬組鋅空氣燃料動力鋰電池組。
此外，早在2013年八月二十八日，高性能鎳鋅電池的領(lǐng)先者PowerGenix就宣布其生產(chǎn)的電池獲得了我國國家試驗室天津汽車測試中心的認(rèn)證。
在此前的幾個月內(nèi)，天津汽車測試中心就完成了覆蓋先進(jìn)微混車各方面的全面的測試，驗證了鎳鋅電池在潛在性能改善。天津汽車測試中心的認(rèn)證表明PowerGenix的鎳鋅電池已通過所有的公司標(biāo)準(zhǔn)和微混車應(yīng)用要求。微混車指的是在傳統(tǒng)汽油汽車和柴油汽車基礎(chǔ)上配備自動的電池供電起停系統(tǒng)。許多當(dāng)?shù)仄囍圃焐叹J(rèn)為，天津的認(rèn)證是一個質(zhì)量基準(zhǔn)，這使得PowerGenix進(jìn)入我國日益上升的微混車市場具有極大的競爭優(yōu)勢。
而PowerGenix也在此前宣布了一份與歐洲標(biāo)致簽訂的創(chuàng)新合同。全球重要的幾家汽車制造商都正在測試鎳鋅電池在起停系統(tǒng)應(yīng)用的表現(xiàn)。通過此次漫長的測試期，經(jīng)歷了不同溫度，在濫用的電氣和環(huán)境條件下，天津汽車測試中心發(fā)現(xiàn)鎳鋅電池符合或超出所有的安全、產(chǎn)品性能、機(jī)械結(jié)構(gòu)和儲存標(biāo)準(zhǔn)。在仿真條件下，鎳鋅電池表現(xiàn)出超過六年的使用壽命，且?guī)缀鯖]有性能衰減。
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