電動(dòng)汽車插入式流動(dòng)性的液態(tài)電池

無論如何，在衰落一個(gè)世紀(jì)后，電池又開始受到重視。這一趨勢是在巨額投資的推動(dòng)下進(jìn)行的，研究不僅在電動(dòng)汽車領(lǐng)域展開，還在手機(jī)或游戲機(jī)等其他重要領(lǐng)域展開。這些蓄能器正在沿著不可思議的道路前進(jìn)。

使用鈷酸鋰正極的鋰離子電池于1979年開始商業(yè)化，并成功實(shí)現(xiàn)了充電的飛躍。在當(dāng)今正在開發(fā)的電動(dòng)汽車中，鋰離子電池占主導(dǎo)地位，但短缺問題已經(jīng)在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)——當(dāng)數(shù)億輛電動(dòng)汽車的預(yù)測成為現(xiàn)實(shí)時(shí)——因此科學(xué)家們開始研究更容易獲得甚至更可持續(xù)的替代品。

我們的鋰離子電池預(yù)測表明，該技術(shù)不僅將在電動(dòng)汽車中占據(jù)主導(dǎo)地位，而且最終將在傳統(tǒng)汽車電池中占據(jù)主導(dǎo)地位，同時(shí)考慮到即將出臺(tái)的二氧化碳法規(guī)。未來 15 年，鉛酸電池的銷量將達(dá)到頂峰。

在我們?cè)谝环蓐P(guān)于先進(jìn)和后鋰離子電池的報(bào)告中追蹤的競爭者中，鋰硫是主要候選者，但它有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)需要克服，例如其體積能量密度。電池很輕，但太大了。

一個(gè)通配符是液流電池。大多數(shù)人正確地將這些視為適合在電力公司存儲(chǔ)的非常大的單元。一兩個(gè)組織正在考慮將它們放入汽車中，因?yàn)樗鼈兊膬r(jià)格是每千瓦時(shí) 100 美元，而且它們的尺寸和重量可能在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候正好符合要求。豐田的高級(jí)研究人員最近告訴我們，他們不會(huì)排除這種可能性。

例如，Nanoflowcell 一直在展示一款跑車(上圖)，它表示將使用他們的液流電池。據(jù)說使用 48V 電池的純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程為 1,000 英里。

動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)趨勢表明，純電動(dòng)汽車通常會(huì)朝著 800V 方向發(fā)展，以實(shí)現(xiàn)輕量化和高性能。Fpr 純電動(dòng)汽車 48V 通常只在非常弱的占空比中看到，例如高爾夫球車和郵政送貨車。

液流電池技術(shù)還不成熟。從水庫中抽出液體在汽車中聽起來并不緊湊或可靠，但誰知道呢?關(guān)注此空間。

氧化還原液流電池通常具有非常低的能量密度，大約比最好的鋰離子電池低一個(gè)數(shù)量級(jí)。Nanoflowcell 旨在通過利用不可充電的化學(xué)物質(zhì)在汽車中引入氧化還原流動(dòng)技術(shù)。

這些電池的使用壽命比鋰離子電池或其他化學(xué)物質(zhì)長得多，但是當(dāng)它們達(dá)到使用壽命時(shí)，必須更換它們的內(nèi)容物。

氧化還原液流電池主要使用兩個(gè)電解液罐，其中裝有相互反應(yīng)的液體。一旦它們的能量被消耗，這些液體就會(huì)被替換，用過的液體有望被回收利用。如果電解液、加油基礎(chǔ)設(shè)施和回收過程的綜合成本具有競爭力，Nanoflowcell 有望提供可在幾分鐘內(nèi)充電的純電動(dòng)汽車。

氧化還原液流電解液非常便宜(水系電解液為 0.1 美元/千克)，這意味著即使在美國，它們也將成為汽油的重要競爭對(duì)手。此外，氧化還原液流電池以其壽命長而聞名，許多公司已經(jīng)提供 20為他們的固定電池提供多年保修。

最終的目標(biāo)是制造可充電液流電池，從而消除等式中的回收步驟，但在那之前，Nanoflowcell 的產(chǎn)品主張為純電動(dòng)汽車提供了一個(gè)可行的橋梁。在這些缺點(diǎn)中，值得一提的是，液流電池不能提供大量電力，因此加速和再生制動(dòng)可能仍需要小型超級(jí)電容器和/或鋰離子電池。