|
电池在我们的生活中随处可见，小到智能机、平板电脑等终端设备，大到电动汽车、工业储能系统等。可以说，电池已经成为新社会发展必不可少的技术。为更好、更快地提高电池性能，世界各国都在努力研究开发新型电池技术。 2016年可谓是电池领域的丰收年，全球各国都在电池领域取得了不俗的成绩。以下选出5项比较具有代表性的技术突破介绍给大家，主要涉及锌离子电池、锂离子电池、太阳能电池，以及钙钛矿太阳能电池。 新型廉价锌离子电池 2016年8月26日，来自加拿大滑铁卢大学Linda Nazar教授的课题组开发出一种长寿命锌离子电池，成本仅为锂离子电池的一半，并可应用于电网储能。 这种电池使用安全、不易燃、无毒性、pH中性的水基盐材料。包括水性电解液，氧化钒正极材料和廉价的金属锌负极材料。电池通过可逆嵌入过程产生电力，锌金属负极上带正电的锌离子被氧化，通过电解质嵌入到氧化钒纳米片层间。驱动外电路电子流动，产生电流。该研究团队首次论证了锌离子可以嵌入到固体材料中，并同时满足高可逆性、倍率性能、容量和无锌枝晶等要求。1000次循环后仍具有80%的容量保持率，估算能量密度为450 Wh/L。锂电池同样采用可逆嵌入过程运行，但是一般使用昂贵、易燃的有机电解质。 二 可在潮湿环境下稳定工作的钙钛矿太阳能电池 2016年7月20日，来自韩国浦项科技大学的Taiho Park研究团队针对钙钛矿太阳能电池耐湿性较差的缺点发明了一种新的方法，提高电池转换效率的同时完善了钙钛矿电池的稳定性和耐湿性。 该研究团队通过复合BDT（benzodithiophene，苯并二噻吩）和BT（benzothiadiazole，苯并噻二唑），设计、合成了疏水性导电聚合物。新型聚合物有助于空穴的垂直电荷传输，达到不采用添加剂却获得高空穴迁移率的目的。该研究团队对采用了新型聚合物的钙钛矿电池进行了测试，获得了17.3%的转换效率，并极大的提高了电池稳定性，可在75%的湿度下保持高转换率超过1400小时，几乎是2个月的时间。 三 新型锂离子电池容量提高50% 2016年10月6日，荷兰能源研究中心的研究团队开发了一种新技术，提升50%的充电电池存储容量。通过这项技术电动汽车续航里程得以提升，智能手机、笔记本电脑运行时间更长，可持续能源存储成本将会降低。 这种新技术使用纯硅负极材料替换传统的石墨负极材料，锂离子电池这一组件容量得以提升10倍，锂离子电池整体容量提升50%。但是，使用硅负极材料的问题是电池充电时硅负极会扩大到原来三倍，使得硅层易碎引起电池材料的崩塌。荷兰能源研究中心的研究团队将硅加工到铜箔表面，使用等离子体纳米技术为硅负极的扩大创建了足够的空间，允许电池保持稳定。 四 13,177平方厘米晶体硅太阳能电池模块实现世界最高转换率24.37％ 2016年10月27日，日本NEDO与日本株式会社钟化（以下简称“钟化”）宣布，他们成功在13,177平方厘米的晶体硅太阳能电池模块上实现了世界最高的转换率24.37%。 ▲ 实现世界最高转换率24.37％的晶体硅太阳能电池模块（模块面积13,177平方厘米） 此次钟化开发的太阳能电池模块中使用了108块晶体硅太阳能电池（异质结背接触型）元件。另外还新开发了可以将模块内的电阻损耗降到最低的元件间布线技术和提高光收集效率的技术。并在这些技术的基础上，成功实现了晶体硅太阳能电池模块（模块面积13,177平方厘米）的世界最高转换率24.37％。 五 澳大利亚16平方厘米钙钛矿太阳能电池创造新的世界纪录 2016年12月2日，澳大利亚新南威尔士大学的研究团队开发了最大尺寸的单一钙钛矿太阳能电池同时具有该尺寸下最大的光电转换效率。该研究团队开发的太阳能电池具有16平方厘米的面积以及12.1%的转换效率，并获得了美国蒙大拿州博兹曼市的第三方认证机构，国际测试中心Newport Corp的认证。而该转换效率至少是目前公开发表的同类型太阳能电池转换效率的10倍以上。同时，该项目组在1.2平方厘米单一钙钛矿太阳能电池获得了18%的转换效率，在由四个钙钛矿电池组成的16平方厘米微型电池模块获得了11.5%的转换效率，并都获得了Newport Corp的认证。 |
|
|
