锂电高/低温性能获突破 燃料电池再现新型催化剂？
来源：宝鄂实业
2019-05-16 15:52
点击量：次
据外媒报道，英国萨里大学与伦敦玛丽王后大学的研究团队制作低成本碳基电催化剂，该产品可被用于阴离子交换膜燃料电池，该款催化剂有助于将燃料电池的能量密度提升至703mW／cm2。相较之下，该领域早前的能量密度仅为50 mW／cm2。
据悉，该类催化剂选用了价格便宜的埃洛石作为模板，利用尿素及糠醛分别作为其氮源及碳源，糠醛是一种有机化学物，可利用燕麦、小麦麸或锯屑（木屑）制得。然后，再将上述材料加工为黑色细粉，并将其用作氮掺杂碳电催化剂。
萨里大学高级讲师Qiong Cai博士表示：“非金属电化学催化剂的研究能取得成果，研究团队感到很高兴，这表明未来可利用低成本碳材料实现电催化剂的制备。值得一提的是，本次的研发成功离不开Magdalena Titirici教授的合作，他是伦敦玛丽王后大学可持续材料化学领域的专家，负责就材料合成提供建议。
点评：其实，笔者乐于看到任何燃料电池催化剂研发的尝试，因为这是燃料电池降本的核心。要知道，PEMFC电堆成本占整个燃料电池系统的62%，而电极的成本又占据了电堆成本的77%。电极成本主要取决于Pt催化剂的用量。换句话说，当前的燃料电池催化剂使得燃料电池应用成本居高不下，而业内不少人士吐槽的燃料电池功率问题，也正是因为Pt催化剂用量的减少，而燃料电池功率其实是可以通过增加Pt用量来实现非线性增长。
预锂化硬碳负极 破解电动车低温难题
据外媒报道，研究人员提供了一项新策略，用于破解电动车低温难题。他们采用了耐寒型硬碳阳极及功能强大的富锂阴极。
“非石墨烯化”或“硬”碳是电池内的一款低成本电极材料，且颇具市场前景。即使在低温下，可展现其快速的嵌锂能力。在电池充放电期间，锂离子可通过电解质从阳极移动至阴极，反之亦然。
在首次充电过程中，锂离子从阴极向阳极流动时，会损失部分锂离子。在该过程中，锂离子会嵌入并存储。然后，研究人员结合利用了锂离子减少的磷酸钒阴极与预锂化硬碳阳极（LixC），从而形成锂离子电池工作系统。据研究人员解释，该款电池保留了常规锂离子电池的高能量密度，同时还展现了类似超级电容的的高电量及长使用寿命。
此外，在零下40摄氏度下，其电量保有量占到总量的2/3。相较之下，常规锂电池的电量保有量只有10%。这主要得益于磷酸钒阴极的天然特性及预锂化硬碳阳极的快速反应动力学。
点评：其实，锂电池的预锂化技术并不是一项新鲜研究了，预锂化简单来讲，就是从正极材料外再寻找到一个锂源，让SEI膜的形成消耗外界锂源的锂离子，这样就可以保证正极脱嵌的锂离子不会浪费于化成过程，最终可以提高全电池容量。预锂化的种类很多，上文也只是其中一种，不过，目前各种预锂化方法，都还是处于试验阶段，囿于成本和工艺，量产化的预锂化应用，还没有展开。
电池冷却新方法 革新电车续航
近日，台北有个叫做Mobility邢的男孩，针对“电机放电越快，产生的热量就越多”这一物理现象采取了一种完全不同的解决方法，即将电池浸入到高沸点的非导电液体中，通过电池组内部放置冷却系统来降低电机温度。
小邢使用的是3M Novec 7200 Engineered Fluid冷却液，这是一种专门为超级计算机降温所研发的非导电液体。3M公司负责人迈克尔·加索（Michael Garceau）表示：“将Novec冷却液浸泡在电动汽车电池组是一项很有趣的项目，如果试验成功，那将是电动汽车突破性的工程，会给电动汽车市场带来颠覆性的变革！”
