瞄準鋰電池龍頭地位,更便宜、儲量更豐富的鉀離子電池成黑馬

yobe 發表於 2020-3-5 19:04:12 [顯示全部樓層] 只看大圖 回覆獎勵 閱讀模式 5 3060


目前鋰離子電池可說是儲能領域龍頭,手機、電動車到電池儲能廠都是鋰電池的天下,但這並不代表它可以穩穩待在寶座,由於鋰電池的安全性受質疑、成本較高,也有不少科學家正在尋找替代方案,目前美國科學家在更便宜、地殼含量更豐富的鉀電池頗有進展。



鉀在地殼中的含量約為 2.09%,居第七位,製造成本與材料成本都比鋰還要低,美國壬色列理工學院(RPI)認為,若是採用全鉀金屬陽極,不管是體積能量密度還是重量能量密度,都可以媲美鋰離子電池,具備電池容量高優勢。


但鉀離子電池跟鋰離子電池一樣,也有晶枝生長問題,通常鋰電池在充放電過程中會容易沉積鋰離子,最終電極表面會因為沉積不均勻形成樹枝狀鋰晶枝,這些晶枝容易刺穿絕緣層,最終導致故障電池起火,而鉀的活性比鋰更高、熔點也只有攝氏 68 度,其實是種易燃易爆的物質,在安全性上不可不審慎應對。


對此 RPI 團隊研發出一種神奇的「自我修復」技術,在充電一整晚之後,電池會自動清除掉陽極上面的晶枝,不讓它們過度生長。研究團隊指出,只要在受控環境下,精準控制電池中的溫度,提高到恰恰好的溫度,既不讓鉀金屬熔化、又能激發表面擴散,使鉀原子離開沉積區域,進而使樹狀晶枝均勻消散。


這種狀況有點像是暴風雪後的晴天,雪堆在風的吹散下、陽光曝曬後會逐漸縮小,最後逐漸平坦,機械、航太與核工程教授 Nikhil Koratkar 表示,不用電池的時候,只要開啟電池管理系統,透過提高局部熱量,讓電池進行自我修復。


團隊認為,這有可能將廉價、長壽的鉀金屬電池投入商業化。


不過這也不是該團隊第一次觀察到電池的自我修復狀況,早在 2018 年他們就發現可透過相同發方法,提高溫度抹平鋰電池中的晶枝,而新的研究除了發現可應用在鉀電池,或許是為了避免過熱加速電池衰退,此次研究提出電池管理系統方案。

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ken844 發表於 2020-3-6 12:27
現今電池最大的瓶頸是能量密度和充電速度
看來還是沒有解決之道
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lailuan73 發表於 2020-3-6 16:03
鉀的活性比鋰高、熔點也只有攝氏 68 度,屬易燃易爆的物質.......
這真的安全嗎?
手機若一不小心忘記在車內.....
陳懋薇 發表於 2020-3-6 18:23
嗯…………看來還有好長的一段路要走啦!
在實驗室裡安全的東西,到外面之後總是會出現不可抗力的意外
yobe 發表於 2020-3-8 06:50
每次都說有新發現 但是沒市售前
就只能看看就好
littleglin 發表於 2020-3-11 01:17
【自我修復】這項技術值得期待
不過鉀電池 感覺不太安全
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