日前,日本Power Japan Plus公司开宣布阳极和阴极都是碳资料的双碳性电池(Dual-carbon)技能,称该项技能出产的电池与锂离子电池比较,在平等能量密度条件下,安全性更高,寿数更长,充电速率更快。该双碳性电池被称为瑞登双碳性电池(Ryden dual carbon battery)。
Power Japan Plus公司双碳性电池电池容量与充放电次数的联系图
双碳性电池(Dual-carbon)也被称之为双石墨电池(dual-graphite)。其在1989年的McCullough和其搭档的一篇专利文章中初次说到,之后别离于1994年由Carlin等人以及于2000年由Seel和Dahn等人进行了深化的研讨。该双碳性电池的根本作业原理便是电解质中的锂离子不断分出在阳极和阴极上,而相应电解质中的阴离子也不断被吸附到阴极和阳极上。在该双碳性电池放电进程中,阴离子和锂离子一起溶解到电解质中。在Rothermel等人对该双碳性电池技能挑战和机会的2013年回忆中说到,双碳性电池中的电解质不只可以作为电荷载体并且还可以充任活性物质。
Power Japan Plus公司此次推出的双碳性电池技能是在日本神州大学(Kyushu University)Tatsumi Ishihara教授的研讨成果上进行的。Power Japan Plus公司表明其将与Tatsumi Ishihara教授以及神州大学继续进行双碳性电池技能的协作研制。
在2013年,Tatsumi Ishihara教授与其搭档针对该双碳性电池技能协作申请了一项专利,专利中经过使用LiPF6电解质盐详细介绍了双碳性电池的充电放电进程。其间详细反响进程如下:
正极反响:PF6− nC ⇄ Cn(PF6) e−
负极反响:Li nC e− ⇄ LiCn
其间→代表充电进程;←代表放电进程
Power Japan Plus公司双碳性电池充放电进程原理图
该双碳性电池放电容量与正极阴离子存储容量、正极可开释的阴离子容量、负极阳离子存储容量、负极可开释的阳离子容量以及电解质中阴离子和阳离子容量有关;
为进步该双碳性电池的放电容量,不只需求进步阳性活性电极资料的容量和阳性活性电极资料的容量,并且还需求进步如锂盐一类的非水溶性电解质的容量。由于在双碳性电池充放电的循环进程中,其电解质离子浓度一直在改变,因而,双碳性电池的电解质有必要确保具有满意的电解质盐以确保电解质的导电功能,一起,双碳性电池的电解质还有必要确保具有满意的电解质溶剂以确保电解质盐可以在电池充放电进程中一直充沛溶解。
在Tatsumi Ishihara教授与其搭档的双碳性电池技能专利中,Tatsumi Ishihara教授指出双碳性电池在充放电进程中,其内部或许会产生锂盐沉积分出现象。由于锂盐沉积分出后归于绝缘体,假如锂盐沉积分出至电极上,那么将导致产生电池能量密度降低一级问题。
Tatsumi Ishihara教授与其科研团队表明,他们针对锂盐在电极上沉积分出问题现已找到了处理的办法,经过该处理办法不只可以进步双碳性电池的放%&&&&&%量,并且还可以提高电池分量能量密度。
Power Japan Plus公司表明,其双碳性电池单体电池尽管和锂离子资料的电池能量密度适当,但其充放电次数比前者多20次,其充放电次数也到达了3000次。并且,其出产工艺十分简略可以直接由现在的出产设备进行出产,而无需对现在的出产线进行更改。
Power Japan Plus公司还表明,由于双碳性电池充电速率得到了大幅提高,所以该双碳性电池将很有或许使用到远程型电动轿车上,别的其再生制动功率也将愈加高效。由于该双碳性电池可以进行100%放电,所以这进一步延长了电池可用充放电循环的寿数。
Power Japan Plus公司表明将于本年下半年开端参照现在18650瑞登(Ryden)电池的出产形式进行双碳性电池的出产,其出产基地将选用其冲绳(Okinawa)工厂。至此,Power Japan Plus公司双碳性电池使用规模还将延伸至医疗设备和卫星研制的储能范畴。别的,为了进一步满意轿车行业内储能使用,Power Japan Plus公司表明将开设特许运营形式,其可以为现有的电池制作厂商供给关于出产制作瑞登(Ryden)双碳性电池方面的技能支持和专业知识。
美国陆军研讨实验室推出的双碳性电池作业原理图
别的,美国陆军研讨实验室于近来在英国皇家化学学会(RSC)动力与环境科学(Energy & Environmental Science)期刊上宣布了一篇关于双碳性电池的技能文章。文章介绍研讨人员选用了一种可逆的双碳性电池夹层化学结构,该化学结构可以使用本身结构特色一起吸附锂离子和PF6−,别的,该双碳性电池还选用了含氟溶剂的高压电解质,其作业电压可以到达5.2伏。该双碳性电池不只可以确保满意的能量容量,并且还具有成本低、安全性高、愈加环保等特色。因而,该美国陆军研讨实验室研讨小组共同以为其双碳性电池是处理高效储能问题的有用处理方案。