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锂电新进展:具有高容量且耐火的磷酸铁锂复合材料,用于锂电正极

来源:宝鄂实业    2019-03-18 12:34    点击量:
在过去的几十年里,锂离子电池(LIB)因其高库伦效率效率,高工作电压和相对较轻的重量而被认为是电子产品的主要电源。对具有高能量密度和高安全性的先进储能装置的的需求不断增长,推动了电池结构以及电活性材料的技术升级。 设计具有更多电活性材料的厚电极是提高锂离子电池(LIB)的能量密度而不交替基础化学物质的有前景的策略。
 
中科院硅酸盐研究所的Heng Li等人,发表了题为《UltrahighCapacity and FireResistant LiFePO4Based Composite Cathodes for Advanced LithiumIon Batteries》(用于先进锂离子电池的超高容量和耐火LiFePO4基复合正极)。文章收录于材料类顶级期刊《Advanced Energy Materials》。
 
作者展示了一种自支撑的超高容量和耐火的LiFePO4(UCFR-LFP)基纳米复合正极。 得益于结构和化学的独特性,UCFR-LFP电极在电化学性能和活性材料的质量负载以及热稳定性方面表现出显着的改进。 值得注意的是,材料具有非常高的活性物质质量负荷(108mg cm-2)和面积容量(16.4mAh cm-2)的超厚UCFR-LFP电极(1.35mm)。 此外,一维无机粘合剂样超长羟基磷灰石纳米线(HAP NWs)使UCFR-LFP电极具有出色的热稳定性(结构完整性高达1000°C,电化学活性高达750°C),耐火性和宽温度可操作性。 这种独特的UCFR-LFP电极为下一代锂离子电池提供了一种很有前景的解决方案。
 
 
作者已经成功设计和制造了一种超高容量和耐火的LiFePO4(UCFR-LFP)基纳米复合材料阴极,采用自下而上的自组装策略,使用HAP NWs,KB NPs,CFs和LFP粉末作为起始材料。通过所有构建块的协同相互作用,合理地产生具有高电子传导性和液体电解质可接近性的分层结构,而不是随机堆叠在一起。得益于结构和化学的独特性,与常规浆料涂覆电极相比,所制备的UCFRLFP电极在电化学性能,活性材料的质量负载,热稳定性和高温可操作性方面表现出显着的改进。
 
这种独特的UCFR-LFP电极具有前所未有的特性,为具有高能量密度,高安全性和宽工作温度窗口的下一代先进LIB提供了一种很有前景的解决方案。作者通过设想现有UCFR电极的合理设计可以与各种其他电极材料结合,最终为LIB之外的先进储能装置的开发开辟了新的途径。
电动车续航不足是很多用户最大的心病,每天回家雷打不动的第一件事就是给电动车充电,骑在半路上还得时刻关心剩余电量是否够返程使用。那么,用户应该怎样选择一款长续航型的电动车呢?
 
 
 
●决定车辆续航的因素有哪些?
 
究竟有哪些因素会影响到电动车的续航呢?大家最先想到的自然是电池。的确,电池容量就好比汽车的油箱,当燃料加满时,油箱大的车型自然续航里程长,这一点是毋庸置疑的。所以,目前市面上主打长续航型的电动车电池规格多在60V 20Ah以上。
 
 
大容量锂电池是长续航车型的关键
 
但电池容量并非唯一决定电动车续航的因素。电动机功率、车辆自重、制动调教、环境温度、骑行习惯等等都会影响车辆续航的发挥。
 
所以,想要获得更好的续航里程,选择电池容量更大、电动机功率适中、车身自重更轻的车型能够发挥出更好的续航效果。
 
同时,大容量铅酸电池自重普遍都在30Kg以上(以60V 20Ah为例),这不仅增大了车辆自重,同时对于用户充电也带来了极大的不便,这里笔者还是强烈推荐能量密度更高的锂电池车型。
 
 
作为E客电动旗下目前性能最为强悍的车型,E1 R一经发布便引发了众多车友的关注。4500W中置电机动力性能不容小觑,对比很多踏板摩托车也不遑多让。
 
 
E客电动E1 R顶配版
 
当然,对于非常看重续航里程的用户而言,E1 R配备了一块60V 40Ah的大容量锂电池,相比很多车型电池容量翻番,官方标称续航里程更是达到了150Km,这样的数据在电动车领域也并不多见。
 
此外,前后单摇臂设计、智慧中控系统、流线型外观等等都是E1 R的亮点,良好的操控体验以及人体工程学设计都让用户在骑行过程中获得更好的体验。
 
 
虬龙轻蜂是国内仅有的几个全地形电动越野车品牌之一,所以大家也可以直观地看到,虬龙轻蜂的车辆外观和传统的山地摩托非常类似。
 
 
玩儿越野要的是充沛的动力,但我们本次说的重点是续航。虬龙轻蜂拥有一枚60V 32Ah的锂电池包,得益于其轻盈的车身设计,官方也是给出了70-100Km的续航数据,对于城市骑行来说,跑出个100Km的续航里程也不是什么难事儿。
 
 
刚刚我们介绍了E客电动E1 R,由于该车型为E客旗下顶配车型,所以超过万元的价格也超出了很多用户的预算范围。不过,E客电动还推出了Lite版本,来满足不同用户的需求。
 
 
E客电动E1 Lite增强版
 
E客电动E1 Lite增强版与E1 R在外观上几乎没有变化,但电池容量和中置电机功率都有所减小。虽然电池容量有所缩水,但60V 25Ah的容量在市场中依旧秒杀众多品牌车型,80Km左右的续航里程也足以满足绝大多数用户的实际需求。