分享谷歌加Pinterest

发布:

新型铝离子电池在电动汽车领域的突破

©,石墨烯制造集团

石墨烯制造集团位于澳大利亚布里斯班的布里斯班,该公司索赔的石墨烯铝 - 离子电池电池电池均索取比最佳锂离子电池快60倍,并且可以容纳三次最佳铝基电池的能量。

石墨烯铝 - 离子电池使用来自的突破性纳米技术产生昆士兰大学澳大利亚生物工程和纳米技术研究所。这种电池使用纳米技术将铝原子插入石墨烯平面的小孔中。该特定的铝离子电池组合物包括铝箔阳极、石墨烯阴极和铝氯化物电解质。设计中不使用锂、铜、锰或钴。

如果GMG的研究成果丰硕,石墨烯铝离子电池将为围绕电动汽车电池的诸多担忧提供一个答案。它们可以提供更长的续航距离和更快的充电速度。它们也将是一个更可持续的解决方案,因为电池由于其稳定的基材更容易回收。新的石墨烯铝电池也更安全,没有导致自发过热的安培上限。

同行评审的出版物先进功能材料该电池具有“出色的高倍率性能(5a g−1时149 mAh g−1),超过了之前报道的所有AIB正极材料。”测试还显示,硬币电池的使用寿命是锂离子电池的三倍。

尽管GMG的电池不是唯一正在研发的石墨烯铝离子电池,但GMG总经理克雷格•尼科尔表示,它们无疑是最强、最可靠、充电最快的电池。尼科尔说:“它充电非常快,基本上就是一个超级电容器。”“它能在不到10秒的时间内给一个硬币电池充电。”

Nicol还说,新的电池比目前的锂离子电池提供更多的功率密度,没有冷却,加热或稀土问题,锂电池通常面临。“到目前为止还没有温度问题。在一辆电动汽车中,锂离子电池组20%的空间用于冷却它们。”Nicol说。“很有可能我们根本不需要制冷或供暖。它不会过热,到目前为止,在测试中它能很好地在零度以下运行。”

这种新的电池技术也可以工业化应用到目前的锂离子外壳中——就像大众集团的MEB架构——避免了汽车工业架构往往使用长达20年的问题。目前的焦点是硬币电池,因为GMG有一个现成的制造系统和最终产品规格,以可互换电池销售到现有的锂电池。在制造出硬币电池后,该公司计划将重点放在小袋包装上,因为该公司认为,与现有的锂小袋包装相比,它们的铝离子电池充电时间非常快。

“我们打算制作可互换的电池(相同的电压和形状/形状)作为锂电池,因此它们可以换出并使用祖父电子设备和充电基础设施,从而降低预期市场的采用风险,时间表和成本,”说尼罗尔。

铝离子电池开发繁荣

在世界各地项目开发铝离子电池全面展开。这包括与之间的合作中国大连理工大学和内布拉斯加州大学,和其他人康奈尔大学克莱姆森大学斯坦福大学,浙江大学高分子科学系欧洲狮工业联盟

各种研发项目之间的差异是高技术的,但GMG细胞使用由其专有的等离子体过程制成的石墨烯,而不是传统的石墨采购。据该公司称,其结果是在斯坦福德开发的下一个最佳牢房的能量密度的三倍。GMG与UQ合作报告了150-160的能量密度,功率密度测量约7,000W / kg。相比之下,斯坦福的天然石墨铝 - 离子技术在每公斤和41.1千/千克下方提供约68.7WH,其CVD石墨泡沫铝技术达到3000英尺。

GMG的首席科学官Ashok Nanjundan博士说:“这是一项真正的改变游戏规则的技术,它可以为现有的锂离子电池提供一种可互换电池技术,在几乎所有应用中都可以使用GMG的石墨烯和昆士兰大学正在申请专利的铝离子电池技术。”“我们的电池目前的标称电压为1.7伏,我们正在努力提高电压,以直接替代现有的电池,这将导致更高的能量密度。”

铝电池技术可以取代锂电片

当电池充电时,铝离子返回到负电极并每离子交换三电子,锂与每秒只有一个相同的交换。Nicol描述了Gmg / UQ的铝离子技术,作为直接更换(用于锂离子技术),其可以与超级电容器进行比较。“一些锂离子电池不能做超过1.5-2安培,或者你可以炸毁电池,但我们的技术没有理论极限,”他说。

铝离子电池几乎不使用任何奇异的材料,而且在环境、财政和安全方面的优势使这种技术成为锂离子电池的可行替代品。锂价格从2005年的每吨1460.00美元上涨至2021年5月的每吨13000美元,而同期铝价格仅从1730.00美元上涨至2078.00美元。此外,与锂离子电池不同,如前所述,石墨烯铝离子电池不需要使用铜,每吨铜的成本约为8,470美元。

由于GMG制造了自己的石墨烯,因此他们确信他们将来能够以所需的成本在未来经济地制造石墨烯铝电池。该公司表示,他们的工艺允许较低的制造成本,因为它们采用非常低成本的天然气来制造石墨烯。

“天然气中的每只千兆(GJ)或MMBTU中大约有15公斤的碳原子(取决于您的气体成分),在大多数国家/地区,1 GJ或1 MMBTU的国家少于10美元 - 交付给您的位置需要在现有的管道中,“尼洛尔说。

GMG计划将石墨烯铝离子硬币电池与今年初期或明年初为市场推动,并计划在2024年初推出的汽车袋细胞。