一種新型鋰離子電池可以存儲(chǔ)更多能量,超過(guò)以前的型號(hào),同時(shí),性能很好,適應(yīng)高溫。它可以證明是有價(jià)值的,可用于混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車,這種用途的高密度電池通常會(huì)有安全風(fēng)險(xiǎn)。
萊頓能源公司(Leyden Energy)使用一種石墨集電器和鈉酰亞胺(sodium imide),用于電池電解質(zhì)中。這些材料使電池壽命更長(zhǎng),可承受更高的溫度;萊頓公司一直拒絕討論,它如何實(shí)現(xiàn)更高的能量密度。
這家公司表示,這種電池能量密度為每千克225瓦時(shí)。這屬于高端范圍的筆記本電池,大約高于鋰離子電池50%,就是電動(dòng)汽車使用的那種。這家有四年歷史的新創(chuàng)公司,希望看到它的電池用于平板電腦制造商,就在今年晚些時(shí)候,萊頓公司總裁阿卡•帕特爾(Aakar Patel)說(shuō)。
鋰離子電池廣泛用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品,但需要改變?cè)O(shè)計(jì),以確保它們性能安全,用于電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力汽車。汽車制造商通常不得不使用密度較低的電池,并利用電子裝置和冷卻系統(tǒng),以確保電池單元不會(huì)運(yùn)行太熱。例如,特斯拉汽車公司(Tesla Motors)使用的電池就類似那些見(jiàn)于筆記本電腦中的,可用以驅(qū)動(dòng)婁德斯達(dá)(Roadster)敞篷跑車。這家公司采用液體冷卻和熱量管理電子裝置和軟件,防止過(guò)熱和其他問(wèn)題。
陰極材料如鋰鐵磷酸鹽(lithium-iron phosphate)有時(shí)用于電動(dòng)汽車電池,因?yàn)樗軌虺惺芨邷?。需要?quán)衡的是,它具有相對(duì)較低的能量密度,約每千克140瓦時(shí)。
萊頓公司的重點(diǎn)是電解質(zhì)和集電器,因?yàn)檫@兩者會(huì)影響陰極和陽(yáng)極的性能,有助于確定電池的壽命和穩(wěn)定性,帕特爾說(shuō)。結(jié)果是電池性能很好,溫度可高達(dá)60℃,他補(bǔ)充道。
萊頓公司的電池取代了六氟磷酸鋰(lithium hexafluorophosphate),這是鋰離子電池的一個(gè)組成部分,替代品是鈉亞胺(sodium imide)。與六氟磷酸鋰不同,它不與水反應(yīng),在電池內(nèi),這種反應(yīng)會(huì)大大降低電池的使用壽命。六氟磷酸鋰也會(huì)開(kāi)始分解,在室溫下失去效力,這更明顯的是溫度達(dá)到55℃的時(shí)候。酰亞胺鈉在較高溫度下不會(huì)分解。
但鈉酰亞胺會(huì)有麻煩,會(huì)腐蝕鋁集電器,這種集電器通常見(jiàn)于電池單元。石墨可以做一個(gè)很好的替代品,因?yàn)樗粫?huì)受到這種攻擊。他說(shuō):“關(guān)鍵進(jìn)展對(duì)于萊頓公司而言不是電解質(zhì)。他們神奇的是,他們沒(méi)有使用鋁做集電器,”溫卡特•斯里尼瓦桑(Venkat Srinivasan)說(shuō),他是勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory)的科學(xué)家,一直在留意這家公司的技術(shù)。“這種變化使他們可以改變電解質(zhì)。”
帕特爾說(shuō),電池可以使用空氣冷卻,而不是液體冷卻,這會(huì)使它們更便宜,更輕便。這家公司也在開(kāi)發(fā)電池管理電子裝置和軟件,以防止充電過(guò)多或充電不足,這些問(wèn)題會(huì)影響電池壽命,他說(shuō)。萊頓公司最近接收到296萬(wàn)美元的撥款,是來(lái)自加利福尼亞州的一個(gè)項(xiàng)目,就是每月生產(chǎn)10個(gè)汽車電池組。
“萊頓的電池技術(shù)表現(xiàn)出非?,F(xiàn)實(shí)的優(yōu)越性,對(duì)于汽車電池組,表現(xiàn)在熱管理、生命周期性能和能量密度上,”布賴恩•威絲曼(Brian Wismann)說(shuō),他是布拉默公司(Brammo)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)總監(jiān),這家公司正在開(kāi)發(fā)電動(dòng)摩托車,有興趣使用萊頓公司的技術(shù)。
萊頓公司的新技術(shù)將首先出現(xiàn)在筆記本電腦電池中。這家公司稱,這些電池將達(dá)到1000多次充放電循環(huán),可對(duì)比300次循環(huán)的常規(guī)筆記本電池,而且有三年保修,而不是通常的一年保修。