MIT研制出新型半固态液流电池
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Jpgcs 于 2011年8月23日 20:29 发表
美国麻省理工学院(MIT)的科学家研制出了一种新型半固态液流电池（"semi-solid" flow battery），其成本仅为现有电动汽车所用电池的三分之一，但却能让电动汽车一次充电的行驶里程加倍。
现在，电动汽车的发展受制于电池笨重、昂贵且浪费空间。例如，日产公司聆风（Leaf）电动汽车电池三分之二的体积内充斥着提供结构支持但不产生电 力的材料，非常耗电。另外，传统的电池组包含几百个电池，每个电池都包含众多固体电极。这些电极上有金属箔集电器，采用塑料薄膜分隔。要增加储能，就要增 加电极材料，因此，就需要更多金属箔和塑料薄膜，使得电池非常笨重。
麻省理工学院材料科学和工程学教授蒋业明（Yet-Ming Chiang ）领导的团队研制出了一款名为“剑桥原油”的半固态液流电池，其不仅减少了电池内的“无效材料”，而且提高了电池的能效。
在普通电池内，离子通过液体或粉末电解液在两个固体电极之间来回穿梭，迫使电子在连接电极的外部电线上流动来产生电流。而在新电池内，电极为细小的 锂化合物粒子与液体电解液混合形成的泥浆，电池使用两束泥浆流，一束带正电，一束带负电。两束泥浆都通过铝集电器和铜集电器，两个集电器之间有一个能透水 的膜。当两束泥浆通过膜时，会交换锂离子，导致电流在外部流动。为了重新给电池充电，只需要施加电压让离子后退穿过膜即可。
蒋业明表示，他们研制出的锂“半固体”流体电池每单位体积传递的电力是传统电池的10倍。新电池每制造出1千瓦时电力的成本为250美元，为现有电池成本的三分之一。而且，充电一次，电动汽车可行驶300公里，是现有电池的2倍。
科学家们表示，这种电池有三种充电方式可供选择：抽出失效的泥浆并注入新鲜的泥浆；前往充电站，在此处用新鲜泥浆取代失效的泥浆；用电流给泥浆重新充电。采用前两种方法，只需几分钟就能给电池充满电。
美国德雷克塞尔大学德雷克塞尔纳米研究所（Drexel Nanotechnology Institute）所长Yury Gogotsi指出，这可能是过去几十年电池领域最令人兴奋的研发。
纽约城市大学（City University of New York）能源研究所的Dan Steingart表示：“这件技术令人兴奋。但即使该研究团队5年内研制出电池模型，建立配套的充电站可能需要更长时间。”
去年，蒋业明和其同事Craig Carter以及Throop Wilder创办了一家公司专门研制这种电池，现在，他们已经获得了1600万美元的资助，他们希望于2013年研制出电池模型。
相关研究：Semi-Solid Lithium Rechargeable Flow Battery （DOI: 10.1002/aenm.201100152）
文章来源：科技日报 刘霞
