鋰電池續(xù)航一直是是電動汽車一個“老大難”的問題，而鋰電池的易燃體質(zhì)，也是讓電池開發(fā)者們頭痛不已。因此，電池技術(shù)科研突破一直是大家關(guān)注的熱點話題，那么 11 月份有哪些技術(shù)突破受到了人們的關(guān)注呢?隨小編一起來看看!

1.超速鋁電池問世 有望取代鋰離子電池

ITRI 公司與斯坦福大學(xué)合作研發(fā)出了款超速鋁電池。據(jù)介紹，這款名叫 “URABat” 的超速鋁電池，充電時間僅需 1 分鐘，充電及使用過程中，充電效率始終維持在 98% 以上，并且能循環(huán)使用一萬次。

據(jù)悉，這款超速鋁電池的主要材料為石墨和鋁，可以任意變形甚至損壞也不會有任何安全隱患。相較于鋰電池，安全性大大提升。

有人認為，這款 URABat 超速鋁電池能夠取代鋰離子成為未來充電電池領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

2.大連物化所石墨烯柔性超級電容器研究取得新進展

近年來，柔性化電子產(chǎn)品概念的不斷提出，迫切需要開發(fā)與其高度兼容的具有高儲能密度、柔性化、功能集成化的微型儲能器件。

中科院大連物化所的研究團隊在前期研究中將甲烷等離子體還原技術(shù)和光刻微加工技術(shù)相結(jié)合，成功制備出石墨烯基高功率平面微型超級電容器。

這些柔性化、微型化超級電容器對于未來的電子器件展現(xiàn)出重要的應(yīng)用前景。因此，這項研究也得到了國家青年千人計劃、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、遼寧省自然科學(xué)基金等項目的資助。

3.鋰電池三元層狀 NMC 材料研究取得進展

北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒教授團隊，最近通過第一性原理計算和實驗驗證，發(fā)現(xiàn)三元層狀正極材料的穩(wěn)定性與晶格結(jié)構(gòu)中最不穩(wěn)定的氧有關(guān)，而氧的穩(wěn)定性又由其基本的配位單元決定。通過此模型，他們系統(tǒng)地揭示了層狀材料中鋰的含量、過渡金屬元素的含量及價態(tài)、Ni/Li 反位缺陷等因素對氧穩(wěn)定性的調(diào)控。

這將為今后三元層狀材料鋰離子電池穩(wěn)定性的優(yōu)化提供重要線索和理論指導(dǎo)。上述研究成果以全文形式發(fā)表于國際著名期刊《美國化學(xué)會志》(J.Am.Chem.Soc.，2016，138，13326，13334)上。

4.南開大學(xué)柔性鋰硫電池電極材料取得重大進展

近期，南開大學(xué)牛志強研究團隊結(jié)合原位復(fù)合和金屬還原自組裝的方法制備了自支撐柔性石墨烯/硫納米復(fù)合薄膜，復(fù)合物薄膜中石墨烯具有連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，硫均勻分散在石墨烯的表面，石墨烯連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)不僅為離子和電子傳輸提供了有效的途徑，還可以有效吸附多硫化物并抑制其溶解。

5.“人腸激發(fā)”可延長蓄電池使用壽命

據(jù)外媒 10 月 26 日報道，致力于研發(fā)新一代蓄電池的研究人員在實驗中發(fā)現(xiàn)，人體腸道內(nèi)部絨狀結(jié)構(gòu)中的指狀突起，可為傳統(tǒng)蓄電池的易降解問題提供解決方案。

據(jù)這項研究的作者質(zhì)疑，來自劍橋大學(xué)材料科學(xué)與冶金系的保羅 考克森博士 (Dr Paul Coxon) 介紹，研究團隊在使用氧化鋅電線構(gòu)建出類似人體腸道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的絨狀結(jié)構(gòu)，并將其置于蓄電池電極之一的表面時，該結(jié)構(gòu)可以有效地捕捉周圍即將流失的活性物質(zhì)，阻止電池降解的發(fā)生，從而顯著延長電池的使用壽命。

這一發(fā)現(xiàn)解決了阻礙新一代蓄電池快速發(fā)展的一個關(guān)鍵性技術(shù)難題，意義重大，但由于需要攻克的難點仍然存在，該蓄電池投入量產(chǎn)尚待時日。

6.豐田消滅鋰電池減壽最大元兇 續(xù)航提升 15%

豐田與日本一家公共實驗室以及四所大學(xué)合作發(fā)現(xiàn)，鋰離子在電極中不均勻移動及聚合是限制電池壽命和續(xù)航的最大元兇，這種現(xiàn)象同時也能導(dǎo)致電池過熱。

目前，豐田已經(jīng)開發(fā)出了能夠有效抑制鋰離子在電極中不均勻移動及聚合的新型號電池，這種新電池能讓電動汽車的里程和電池壽命最多提升 15%。同時，電池安全性也更高。

遺憾的是，豐田方面并未透露何時會將這種新型電池量產(chǎn)，因此想要看到搭載這種高性能續(xù)航電池的汽車還需要更長一段時間。

7.美國高校研發(fā)出鋰電池“完美替代者”

據(jù)國外媒體報道，目前佛羅里達中央大學(xué) (UCF) 的科學(xué)團隊已經(jīng)研發(fā)出能夠存儲更多能量的“超級電池”。傳統(tǒng)的鋰電池充電 1500 次之后性能就開始有不同程度的衰減，而這種超級電容器能夠連續(xù)使用 3 萬次性能都不會下降。

據(jù)介紹，中央大學(xué) (UCF) 團隊研發(fā)的超級電容器由幾百萬條長度僅為幾納米的電線組成，每條電線都被二維材料包裹著。超高的導(dǎo)電性能可以加快電子運動和轉(zhuǎn)移的速度，使電池能夠超快速地進行充電、放電。未來，這種電容器能夠應(yīng)用電動汽車等設(shè)備上，而且它的柔韌性極好，可以彎曲，因此還能與可穿戴設(shè)備結(jié)合。

據(jù)報道，超級電池的商業(yè)化量產(chǎn)還有一段時間，這款產(chǎn)品更多的是帶給電池技術(shù)研發(fā)一些新的啟示。

8.北京交通大學(xué)開發(fā)出高倍率性能納米富鋰材料

北京交通大學(xué)的 Linjing Zhang 等人開發(fā)了一種兩步水熱法合成高倍率性能納米富鋰材料，該材料具有良好的循環(huán)性能和倍率性能，1C 倍率下比容量可達 238.7mAh/g，10C 的倍率下，比容量仍然可達 182.7mAh/g。

Linjing Zhang 利用兩步水熱法合成了 Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O₂ 材料，該方法主要包含兩個步驟，第一步利用葡萄糖在 180℃ 下水熱法合成碳微球，作為第二部模板。在第二步水熱法合成過程中，以 Ni 和 Mn 的醋酸鹽作為原料，在 450℃ 下合成富鋰材料，通過在其中添加不同的數(shù)量的第一步過程所合成的碳微球來改善富鋰材料 Li[Li0.2Ni0.2Mn0.6]O₂ 的形貌結(jié)構(gòu)，這些添加的碳微球模板在后續(xù)的燒結(jié)過程中會發(fā)生分解，從而不會殘存碳材料。

9.西北大學(xué)取得石墨烯產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用多項突破

11 月 12 日，記者從西北大學(xué)石墨烯制備技術(shù)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用課題組了解到，該團隊在石墨烯研究與產(chǎn)業(yè)化中的多項突破，使電池體積縮小、容量增加成為可能。

課題組實現(xiàn)了高性能石墨烯批量制備，批產(chǎn)量達到公斤級。

截至目前，課題組完成了批產(chǎn)量 500 公斤的石墨烯改性石墨鋰電負極材料的工業(yè)化放大試驗，產(chǎn)品性能達到了國標(biāo)高性能石墨負極材料指標(biāo)。同時，實驗室制備出多種超過 1000mAh/g (毫安時每克，質(zhì)量比容量單位) 石墨烯鋰電池負極材料，與國際研究同步。

課題組正在積極搭建平臺，推動克容量接近或大于 500Amh/g 的石墨烯鋰電池負極材料盡快產(chǎn)業(yè)化。

10.青島能源所在高能量密度固態(tài)電池研究中取得進展

團隊創(chuàng)造性地提出了“剛?cè)岵��?rdquo;聚合物電解質(zhì)的設(shè)計理念，創(chuàng)新性地構(gòu)建了復(fù)合電解質(zhì)材料體系，制備出一系列綜合性能優(yōu)異的固態(tài)聚合物電解質(zhì)體系，有效解決了聚合物電解質(zhì)各項性能不能兼顧的難題，發(fā)展了新型的固態(tài)電解質(zhì)關(guān)鍵材料體系。

目前在固態(tài)單體電池的器件制備方面，青島儲能院，已開發(fā)出6Ah大容量三元固態(tài)鋰電池。能量密度超過 250Wh/kg，循環(huán)壽命超過 500 圈，通過五次穿釘實驗，固態(tài)電池并未起火和爆炸，安全性能極佳，而且在拔除釘子后電壓有所恢復(fù)，這再一次彰顯出固態(tài)電解質(zhì)良好的自修復(fù)性能和安全性能。

除此之外，固態(tài)鋰電池機械強度高，已通過 11000 米模擬深海壓力艙實驗，現(xiàn)在正準(zhǔn)備深海搭載實驗。相關(guān)技術(shù)已申請中國發(fā)明專利 29 項，國際 PCT 專利 3 項。

從以上 10 項科研突破我們可以發(fā)現(xiàn)，眼下熱門的電池技術(shù)研究可分為三種：1) 代替鋰離子電池的技術(shù)，如固態(tài)電池、鋁空氣電池、鋰硫電池等等;2) 開發(fā)高性能的電極材料的技術(shù)，如富鋰材料等;3) 石墨烯在鋰電池上的應(yīng)用技術(shù)。