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研究开发：钙代替锂｜汽车制造AP
2019-12-30 21:08:03· 来源：汽车制造AP
未来电池的研究仍在继续，钙电池有望实现高能量密度和廉价的生产。一个新的电解质类别应该即使在室温下也可以进行充电过程。▲由于锂的短缺，将来电动汽车可以使
未来电池的研究仍在继续，钙电池有望实现高能量密度和廉价的生产。一个新的电解质类别应该即使在室温下也可以进行充电过程。
▲由于锂的短缺，将来电动汽车可以使用钙电池系统运行。图片：Markus Breig / KIT
钴、镍和锂等原材料受到限制
随着电动汽车的日益普及，锂离子电池所需的这些物质的有限存在可能成为汽车工业发展的瓶颈。因此，Fichtner和他的团队依赖替代电池技术。也就是说，科学家们正在研究基于钙的可充电电池。
根据科学家的说法，钙（元素符号：Ca）的吸引力在于它是地壳中第五常见的元素。科学家们被告知，在我们的星球上，它分布均匀，地球碱金属钙与锂相比，每个原子能吸收两个电子。
更不用说：钙提供了与锂类似的电压。因此，研究人员说，这项技术有可能取代锂离子技术成为未来的储能技术。
仅在75度以上充电
但是，在研究过程存在一些障碍。据卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）称，既有用于锂离子的实用电解质，也有用于较新的钠或镁技术的电解质。
钙的情况有所不同：“实验电解质以及钙电池的原型只存在了几年。”相应研究的第一作者李振友（音译）和项目经理赵志荣（音译）说。两者都在KIT的后锂存储卓越集群（PoLiS）中工作，后者正在开发钙电池作为Celest研究平台的一部分。
困难在于钙电池只能在75摄氏度以上的温度下充电。然而，一种溶液正在以新电解质的形式出现，正如研究人员目前所报告的，他们能够合成一种基于特殊的有机钙盐的电解质，即使在室温下也能充电。
使用新型电解质可以证明具有高能量密度，存储容量和快速充电容量的钙电池是可能的。研究人员已经在《能源与环境科学》杂志上发表了他们的研究结果。KIT专家Fichtner仍在探讨潜在的应用场景。
这位科学家告诉汽车生产商，目前只能对钠离子电池做出有意义的陈述，预计它们将在一两年内投放市场。Fichtner认为这些系统在固定应用环境中会比锂离子电池更大，更重。镁和钙电池可能更紧凑。
钙基体系何时走出实验室环境？
由于目前仍处于研究阶段，因此尚无法就此类电池的后期尺寸、重量和使用寿命作出准确的陈述。
钙基体系何时走出实验室环境？Fichtner，Li和Zhao-Karger周围的团队将开发合适的电极作为必不可少的步骤。具体而言，是关于能够传递尽可能高的电压和存储容量的电极。
根据科学家的说法，这些材料必须能够由可持续的原材料制成并与电解质相协调。它们还应该允许许多充放电循环。开发人员在此需求中看到了最大的挑战，提高效率也很重要。
研究人员说，钙电池才刚刚起步。他们指出，在过去，大约需要两到二十年的时间才能证明一种新的电池技术可行并可以在市场上推出。
因此，目前对钙电池的工业生产潜力发表评论还为时过早。研究人员说，在这个项目的开始阶段就有基本的可行性。
降低电池成本
4月底，KIT宣布它正在开发钠离子电池，这是“过渡”项目的一部分，该项目由联邦教育与研究部（BMBF）资助，为期三年，耗资115万欧元。
与乌尔姆亥姆霍兹研究所（HIU），巴登-符腾堡州太阳能与氢能研究中心（ZSW）和弗里德里希-席勒大学-耶拿分校（FSU）共同开发了合适的活性材料和电解质。一个目标是实现用于电动汽车和固定式能量存储的高性能液体和聚合物电解质钠离子电池。
正如HIU主任Stefano Passerini所描述的那样，人们希望这一目标将导致电池的可持续发展和成本降低。
尽管Na离子电池的性能受到限制，但人们发现它适用于固定式应用以及轻型/短程车辆。这位科学家认为，进步是有可能的，他回顾说，自商业化以来，由于对材料领域的深入研究，锂离子电池的能量密度提高了三倍。
■来源：AUTOMOBIL PRODUKTION
■编译：Bright
■审校：Ken
▲由于锂的短缺，将来电动汽车可以使用钙电池系统运行。图片：Markus Breig / KIT
钴、镍和锂等原材料受到限制
随着电动汽车的日益普及，锂离子电池所需的这些物质的有限存在可能成为汽车工业发展的瓶颈。因此，Fichtner和他的团队依赖替代电池技术。也就是说，科学家们正在研究基于钙的可充电电池。
根据科学家的说法，钙（元素符号：Ca）的吸引力在于它是地壳中第五常见的元素。科学家们被告知，在我们的星球上，它分布均匀，地球碱金属钙与锂相比，每个原子能吸收两个电子。
更不用说：钙提供了与锂类似的电压。因此，研究人员说，这项技术有可能取代锂离子技术成为未来的储能技术。
仅在75度以上充电
但是，在研究过程存在一些障碍。据卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）称，既有用于锂离子的实用电解质，也有用于较新的钠或镁技术的电解质。
钙的情况有所不同：“实验电解质以及钙电池的原型只存在了几年。”相应研究的第一作者李振友（音译）和项目经理赵志荣（音译）说。两者都在KIT的后锂存储卓越集群（PoLiS）中工作，后者正在开发钙电池作为Celest研究平台的一部分。
困难在于钙电池只能在75摄氏度以上的温度下充电。然而，一种溶液正在以新电解质的形式出现，正如研究人员目前所报告的，他们能够合成一种基于特殊的有机钙盐的电解质，即使在室温下也能充电。
使用新型电解质可以证明具有高能量密度，存储容量和快速充电容量的钙电池是可能的。研究人员已经在《能源与环境科学》杂志上发表了他们的研究结果。KIT专家Fichtner仍在探讨潜在的应用场景。
这位科学家告诉汽车生产商，目前只能对钠离子电池做出有意义的陈述，预计它们将在一两年内投放市场。Fichtner认为这些系统在固定应用环境中会比锂离子电池更大，更重。镁和钙电池可能更紧凑。
钙基体系何时走出实验室环境？
由于目前仍处于研究阶段，因此尚无法就此类电池的后期尺寸、重量和使用寿命作出准确的陈述。
钙基体系何时走出实验室环境？Fichtner，Li和Zhao-Karger周围的团队将开发合适的电极作为必不可少的步骤。具体而言，是关于能够传递尽可能高的电压和存储容量的电极。
根据科学家的说法，这些材料必须能够由可持续的原材料制成并与电解质相协调。它们还应该允许许多充放电循环。开发人员在此需求中看到了最大的挑战，提高效率也很重要。
研究人员说，钙电池才刚刚起步。他们指出，在过去，大约需要两到二十年的时间才能证明一种新的电池技术可行并可以在市场上推出。
因此，目前对钙电池的工业生产潜力发表评论还为时过早。研究人员说，在这个项目的开始阶段就有基本的可行性。
降低电池成本
4月底，KIT宣布它正在开发钠离子电池，这是“过渡”项目的一部分，该项目由联邦教育与研究部（BMBF）资助，为期三年，耗资115万欧元。
与乌尔姆亥姆霍兹研究所（HIU），巴登-符腾堡州太阳能与氢能研究中心（ZSW）和弗里德里希-席勒大学-耶拿分校（FSU）共同开发了合适的活性材料和电解质。一个目标是实现用于电动汽车和固定式能量存储的高性能液体和聚合物电解质钠离子电池。
正如HIU主任Stefano Passerini所描述的那样，人们希望这一目标将导致电池的可持续发展和成本降低。
尽管Na离子电池的性能受到限制，但人们发现它适用于固定式应用以及轻型/短程车辆。这位科学家认为，进步是有可能的，他回顾说，自商业化以来，由于对材料领域的深入研究，锂离子电池的能量密度提高了三倍。
■来源：AUTOMOBIL PRODUKTION
■编译：Bright
■审校：Ken
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