瑞達電源述豐田在鋰電池領域的“重大突破”

發(fā)布時間:2024-10-21 閱讀:0 來源: 瑞達電源

  豐田在鋰電池領域的“重大突破”

  最近,豐田汽車在電動汽車領域動作頻頻,先是一改口徑要進軍純電動汽車,隨后又成立了公司內部的電動“四人幫”。11月24日,又宣布在鋰離子電池領域有重大突破“breakthrough”,儼然成為純電動汽車的生力軍,要推動產業(yè)進步。作為非電化學領域的小編,這里用非專業(yè)術語的“白話”和大家扒一扒這個“重大突破”。

  豐田做了什么事情?

  簡單地講,豐田公司發(fā)明了一種觀測方法,能夠讓人們在充放電過程中,實時觀察到鋰離子在電解液中的運動。這稱得上是種突破了,因為之前,人們是看不到鋰離子在電解液中的運動,只能猜測,論證。從看不到,到能看到,相當于打開了黑盒子,有機會弄懂里面的機理。

  豐田要解決的問題是什么?

  話說回來,為什么一定要看到這個區(qū)域中鋰離子的運動呢?

  因為在充放電過程中會發(fā)生一種現象叫作“Li-iondeviaTIon”(鋰離子偏移,指鋰離子的濃度差?),這種偏移會導致電池的實際可使用容量變小。這樣,為了能夠提高鋰電池的性能,人們非常希望能夠盡可能地減少這種偏移的發(fā)生。這時,就迫切希望能夠了解到鋰離子在離開電極后,經過電解液,到達另一極,整個過程中其運動規(guī)律是什么樣的。

  這個問題是如何解決的?

  知道了問題所在,就要想法子。對于這個問題,豐田的做法很簡單:

  (1)用同步輻射的高強度X射線(是普通X射線的10億倍),可實現每像素0.65微米的高分辨率及每幀100毫秒的高速測量;

  (2)用重金屬元素代替電解液中的含磷離子,X射線很難穿透重金屬元素,這樣當鋰離子與其結合時,就能通過觀察重金屬元素的運動來了解鋰離子的運動。

  通俗地講,豐田用了超大型放大鏡,并把鋰離子凸現出來,以掌握鋰離子的偏移。

  這種方法有什么用?

  豐田公司并沒有直接在鋰離子技術層面有新的突破,但卻提供了一種未來可以提升鋰離子性能的研究手段。這就像是人類要攻克癌癥,要明白致癌機理,找到致癌基因,豐田找到一種可以直接觀察到基因的方法,但距離攻克癌癥還有長遠的路要走,還有大量的研究工作要做,距離真正的商業(yè)化應用還要假以時日。

  通過這種方法,研發(fā)人員將可以觀察到正負極、隔膜、電解液材料與構造等不同所導致的鋰離子運動,以比較新的材料、工藝、方法是否能夠提高鋰電池性能;同時,有助于分析電池性能降低的機理,為提高車輛的續(xù)航里程及電池壽命等電池性能和耐久性等方面做針對性的研發(fā)。據稱,應用該方法有望將電動汽車的續(xù)航里程提高10%-15%,同時具有更好的充電性能。

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