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如何理解电池电化学储能?

来源:美国VMAX蓄电池 发布时间:2023-04-22 11:19:01 浏览次数:

对于电池电化学储能的移动应用,更容易通过经济性来判断使用高性能电池的合理性。

2009年初,一部130g的iPhone售价为800欧元(不含用户网络费用),达到6000欧元/公斤。同期 850 公斤的雷诺汽车售价为 7000 欧元,即 8 欧元/公斤。对于前者,锂聚合物电池是电化学储能的最佳选择,而对于后者,启动电池最好选择廉价的铅酸电池。

下表按性能顺序总结了这些电池。

电池的比能量、比功率和循环寿命比较

 

在微小型系统应用中,电池的制造技术与传统技术不同。

电池的小型化,以及如何将其集成到硅片上,是一个研究热点。其主要目标是将电池与其相关电路直接连接在同一基板上。

为实现这一目标,目前正在探索两条技术路线:一是将电池组装在柔性基板上,然后放置在电子设备上;第二种是使用沉积法,直接在硅片上。做电池。

硅片集成锂电池容量可达100~400μA·h/cm2,电压3.8V。这些电池可以提供最大 15mA/cm2 的电流密度,并且可以循环超过 10,000 次(数据来自法国原子能机构 CEA)。

除了平面分层处理技术外,这些微电池目前在发生反应的交换表面和基板上具有相当的覆盖面积。为了提升电池性能,研究人员在后续的电池制作中充分利用了三维空间,将反应层以“迷你手风琴”的形式放置,希望将交换面增加10倍,电池性能可相应增加10倍。

硅片集成微电池的放电曲线

美国麻省理工学院(MIT)的研究人员在研究压缩纳米粉和复合电极时发现,通过改进离子交换技术,可以将电池的放电时间提高到10~20s(温度控制在200~400℃)。这样的性能指标使锂聚合物电池的放电率可与超级电容器相媲美。