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NRL團(tuán)隊(duì)提出結(jié)構(gòu)電池發(fā)展方向 著眼于解耦結(jié)構(gòu)和高能量密度電池
時(shí)間:2020-08-29 15:24來(lái)源:蓋世汽車(chē) 作者:Elisha
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圖片來(lái)源：greencarcongress
據(jù)外媒報(bào)道，美國(guó)海軍研究實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)電池的兩種主要方法中（采用具有去耦合功能的單功能材料或具有耦合功能的多功能材料），依賴于單功能材料的解耦結(jié)構(gòu)電池，通常比耦合結(jié)構(gòu)電池具有更高的彈性模量和比能量值。
研究人員的分析還表明，要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)下一代結(jié)構(gòu)電池，應(yīng)著眼于高能量密度的鋁-空氣電池和鋅-空氣電池。
研究人員Hopkins表示：“結(jié)構(gòu)電池，即設(shè)計(jì)用于承受機(jī)械載荷的電池，預(yù)計(jì)將大幅提升系統(tǒng)級(jí)比能量，從而使電動(dòng)汽車(chē)的行駛里程增加70%，無(wú)人機(jī)的懸停時(shí)間延長(zhǎng)41%。結(jié)構(gòu)電池能夠儲(chǔ)存能量和承載機(jī)械載荷，減少設(shè)備所需的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的數(shù)量。”
該團(tuán)隊(duì)對(duì)實(shí)驗(yàn)用結(jié)構(gòu)電池進(jìn)行了元分析，還通過(guò)彎曲剛度的公式證明，解耦結(jié)構(gòu)電池具有基本優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樗鼈儗⒊兄夭考糜谧钔鈱颖砻嫔希措姵赝鈿ぁ?/div>
研究人員表示：“我們的分析顯示，解耦結(jié)構(gòu)電池的性能，通常優(yōu)于基于現(xiàn)有全電池原型的耦合版本。然而，這兩種結(jié)構(gòu)的電池仍然面臨一定的挑戰(zhàn)。例如，大多數(shù)結(jié)構(gòu)電池使用的是鋰離子化學(xué)物質(zhì)(238 Wh/kgcell)，如果被機(jī)械負(fù)荷損壞，就會(huì)發(fā)生熱失控。不幸的是，能量密度更高的鋰基化學(xué)物質(zhì)，如鋰硫和鋰空氣電池，也會(huì)發(fā)生熱失控。
“如果采用輕質(zhì)金屬或汽車(chē)?yán)w維復(fù)合材料，能使電池外殼材料達(dá)到基本性能極限，那么必須使用體積和重量能量密度更高的耐損傷電池材料，來(lái)提高結(jié)構(gòu)電池的性能。因此，我們建議使用能量密度高的水金屬-空氣電池，以免發(fā)生熱失控，如一次性使用的鋁-空氣電池（系統(tǒng)級(jí)900 Wh/kgsy）和可充電的二次鋅-空氣電池（400 Wh/kgsy）。”
(責(zé)任編輯：子蕊)
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