电动汽车锂电池能量密度提升10倍的希望！量子技术频获重要进展

当前位置: 电池联盟网 > 前沿 >

电动汽车锂电池能量密度提升10倍的希望！量子技术频获重要进展

时间:2022-04-24 10:37来源:科技酷探作者:酷探

点击: 次

量子对于很多人来说，可能是个高深的概念，类似于玄学一样的存在。但是最近连续不断的技术进展证明量子并不是一个没有实际应用的遥远概念，选择了正确的问题，就可以完成有非凡影响力的工作。

目前商用的电动汽车锂电池有磷酸铁锂电池和三元锂电池，这两种电池市场已经非常成熟，但能量密度和循环寿命也几乎达到了上限。

未来的电动汽车需要更高的续航里程、更快的充电速度及寿命更长的电池，如锂空气电池，其理论能量密度高达11.14kWh/kg；锂硫电池，其理论能量密度为2.6 kWh/kg。

如此高的理论能量密度极具吸引力，但是研发的难度也无比艰巨。只有清楚地了解电池内部化学反应的行为才能知道困难在什么地方，也才有可能找到解决困难的途径。

比如越来越多的研究正在使用高分辨率X射线成像技术来拍摄电池内部的结构来观察电池是如何工作的，旨在找到影响电池寿命的因素从而极大地减缓电池的衰减。

但是X射线成像技术无论分辨率多高，也无法观察到更深层次的微观结构，因此，不论是学术界还是工业界，都逐渐地将目光转向了量子技术。

早在2012年，量子电池技术的概念第一次被提出后，在这十年时间里，陆陆续续的研究证明，这不仅仅只是一个概念，而是正在逐渐变成现实。

最近，工业界有越来越多的汽车制造商都投入到研究量子计算中以制造更好、更便宜的电池，量子技术正在逐渐地应用于一个新的变革性行业——电动汽车。

如IBM和梅赛德斯-奔驰的母公司戴姆勒公司的研究人员使用量子计算机对三个含锂分子的偶极矩进行建模，模拟了锂硫电池在运行过程中可能形成的分子的基态能量和偶极矩，以帮助他们设计下一代锂硫电池。

进行分子模拟的主要目的是找到化合物的基态——它最稳定的构型。这不是一项简单的任务，因为它需要模拟分子中所有粒子（例如电子）之间的相互作用。只有量子计算机可以做到这一点，它可以帮助研究人员了解电池内部复杂的分子之间的相互作用，从而找到可以使锂硫电池稳定运行的电池化学材料。

锂空气电池比锂硫电池具有更高的能量密度，因此具有更大的潜在功率和能力。最近，现代车企正与初创公司IonQ合作，研究量子计算机如何为电动汽车设计先进的锂空气电池，目的是创造迄今为止在量子计算机上运行的最大的最先进的电池化学模型。

他们利用量子计算来分析和模拟超高能量密度锂空气电池的锂化合物的结构和能量，开发了新的变分量子特征求解器算法，优化用于研究锂化学。

这类算法通常用于量子化学中，例如，模拟分子的基态，即分子能量最少的基态。变分量子特征求解器实际上是混合算法，其中经典计算机完成大部分工作，而量子处理器解决传统机器难以处理的部分问题。

这种模拟分子的目的也是为了找到哪些分子可能对于电池来说是有用的，即通过对电池材料的化学分析，旨在降低锂电池的成本、提高电池的耐用性、容量、安全性和充电行为。

另外，梅赛德斯-奔驰还与另一个量子计算机研发公司Psiquantum合作，使用量子计算机来加速新型高能量密度电池的研发。

目前，新型锂离子电池的开发涉及大量的试验和错误，造成高昂的研发成本。他们使用容错量子计算来模拟当添加不同的电解质时，电解质的分子行为是怎么样的，他们证明了量子计算机可以进行高效的化学反应模拟。

使用容错量子计算，可以在数小时内模拟不可能的电解质相互作用，可以对各种候选分子执行该算法所需的资源和成本进行全面分析，以节省研发投入的资金并加速新型电池的研发。

量子技术正在被越来越多地应用到电动汽车电池的研发中，有望加速新型高能量密度电池的开发。

(责任编辑：子蕊)

文章标签：电动汽车锂电池量子技术

作者：酷探，如若转载，请注明出处：http://www.cbcu.com.cn/qianyan//2022042438883.html

看完这篇还不够？如果你也也是同行业需要发布您的新闻报道，请戳这里告诉我们！

免责声明：本文仅代表作者个人观点，与中国电池联盟无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本网证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。
凡本网注明 “来源：XXX（非中国电池联盟）”的作品，均转载自其它媒体，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的，请在一周内进行，以便我们及时处理。
QQ：503204601
邮箱：cbcu@cbcu.com.cn

猜你喜欢

新型锂电池实现快充15分钟续航500公里 4月15日下午，龙蟠科技宣布，其旗下企业——常州锂源新能源的最新研究成果、新型黑科技磷酸铁锂材料面世，将大大提高磷酸铁锂电池正极材料在低温环境下的性能，同时显著提高充电速率。 2022-04-17 12:14	新研发：电动车新型锂电池成功实现高达十万次的循环寿命 MAHLE Powertrain和Allotrope Energy最近推出了一项新的电池技术，主要针对电动车电池而设计的，该技术可提供超快速充电和良好的功率密度。 2022-04-15 10:54
量子电池将“秒充”电动汽车为了解决电池充电慢的问题，科学家们向神秘的量子物理学领域寻找答案。 2022-04-13 10:56	Metis推出新型电池安全传感器以防止电动汽车电池起火据外媒报道，为防止汽车的锂离子电池发生起火故障，Metis Engineering开发出一种新的电池安全传感器，可以在几秒钟内检测到电池排气。 2022-04-11 09:05
可再生能源存储重大突破！新型“冬眠电池”仅在受热时释放能量太平洋西北国家实验室（PNNL）的一个团队提出了一种新的设计，符合这一领域的几个重要条件，展示了一种“冬眠”电池，它可以一次保存能量数月。 2022-04-08 11:43	历经10年研究，锂硫电池技术终于成熟，电动汽车的续航再提升三倍根据最新消息报道，锂硫电池即将商用，这无论是对于工业界还是学术界来说都非常的震惊！ 2022-04-06 10:40
我科研人员开发高压电解液构筑高能量密度锂电池体系中国科学院青岛生物能源与过程研究所先进储能材料与技术研究组近期在高电压电解液体系开发应用方面取得关键性进展，相关研究成果近日发表于国际期刊《化学工程杂志》。 2022-04-01 09:13	日产和Enel推出“第二生命”储能系统将电动汽车旧电池用于电网该项目旨在将日产电动汽车用过的电池，重新用于西班牙梅利利亚（Melilla）的一家传统发电厂，以提高电网稳定性，满足独立网络的需求。 2022-03-29 09:14
固态电池能量密度评估方法，橡树岭国家实验室为此开发了个工具包！美国橡树岭国家实验室Ilias Belharouak等人介绍了一种可用于固态电池性能全面分析的交互式实验工具包（SolidPAC） 2022-03-18 12:50	康飞宇、李宝华团队在退役锂电池的高效绿色回收研究中取得新进展近日，清华大学深圳国际研究生院材料研究院康飞宇教授和李宝华教授团队合作研究开发出了一套高效绿色回收退役锂离子电池的有效策略。基于带电退役电池在水中的精准拆解，结合湿法冶金工艺，完成对废旧电池中锂、铁、磷等单个元素的高效提取。该研究为解决退役 2022-03-17 09:20

专题

更多

电池制造工程师培训暨国内电池行业职业等级评价（高级）班

中国电池工程师年会(2021CSBE)

相关新闻

新型锂电池实现快充15分钟续航500公里

4月15日下午，龙蟠科技宣布，其旗下企业——常州锂源新能源的最新研究成果、新型黑科技磷酸铁锂材料面世，将大大提高磷酸铁锂电池正极材料在低温环境下的性能，同时显著提高充电速率。

2022-04-17 12:14
新研发：电动车新型锂电池成功实现高达十万次的循环寿命

MAHLE Powertrain和Allotrope Energy最近推出了一项新的电池技术，主要针对电动车电池而设计的，该技术可提供超快速充电和良好的功率密度。

2022-04-15 10:54
量子电池将“秒充”电动汽车

为了解决电池充电慢的问题，科学家们向神秘的量子物理学领域寻找答案。

2022-04-13 10:56
Metis推出新型电池安全传感器以防止电动汽车电池起火

据外媒报道，为防止汽车的锂离子电池发生起火故障，Metis Engineering开发出一种新的电池安全传感器，可以在几秒钟内检测到电池排气。

2022-04-11 09:05
可再生能源存储重大突破！新型“冬眠电池”仅在受热时释放能量

太平洋西北国家实验室（PNNL）的一个团队提出了一种新的设计，符合这一领域的几个重要条件，展示了一种“冬眠”电池，它可以一次保存能量数月。

2022-04-08 11:43
历经10年研究，锂硫电池技术终于成熟，电动汽车的续航再提升三倍

根据最新消息报道，锂硫电池即将商用，这无论是对于工业界还是学术界来说都非常的震惊！

2022-04-06 10:40
我科研人员开发高压电解液构筑高能量密度锂电池体系

中国科学院青岛生物能源与过程研究所先进储能材料与技术研究组近期在高电压电解液体系开发应用方面取得关键性进展，相关研究成果近日发表于国际期刊《化学工程杂志》。

2022-04-01 09:13
日产和Enel推出“第二生命”储能系统将电动汽车旧电池用于电网

该项目旨在将日产电动汽车用过的电池，重新用于西班牙梅利利亚（Melilla）的一家传统发电厂，以提高电网稳定性，满足独立网络的需求。

2022-03-29 09:14

本月热点

《铅蓄电池产品碳足迹评价导则》标准审定会顺利召开

专家组一致同意《铅蓄电池产品碳足迹评价导则》标准通过审查。

2022-04-08 10:27
可再生能源存储重大突破！新型“冬眠电池”仅在受热时释放能量

太平洋西北国家实验室（PNNL）的一个团队提出了一种新的设计，符合这一领域的几个重要条件，展示了一种“冬眠”电池，它可以一次保存能量数月。

2022-04-08 11:43
盐湖提锂高景气这家企业再获大单！

蓝晓科技与PepinNini 于4月4日签署《合作备忘录》。双方将共同开发位于阿根廷Salta盐湖的电池级碳酸锂项目。

2022-04-07 17:26
多家电池企业入局硅基负极现状如何？

硅基负极或将在2023年迎来放量应用。

2022-04-08 18:11
“电池医生”王家钧：个人成长应同国家命运联系在一起

近年来，随着电动汽车兴起，电池起火等安全问题备受关注。从2017年回国至今，哈尔滨工业大学教授、“青年科学家工作室”负责人王家钧始终在寻找这一难题的破解之路。

2022-04-06 08:45
比亚迪、特斯拉、宁德时代供应商冲刺IPO ：海科新源实力为何遭质疑

海科新源的锂离子电池电解液溶剂等产品目前主要应用于新能源汽车战略新兴产业,比亚迪、特斯拉、宁德时代等是其主要客户及主要客户的终端客户。

2022-04-08 11:19
研究人员利用X射线捕获EV电池的退化图像

这项新工作指出，电池材料中形成的裂缝，与携带电荷的重要液体损耗之间存在联系。

2022-04-08 08:58
宁德时代艰难“反围剿”

动力电池行业正在上演一出“攻守互博”的戏码。

2022-04-11 11:21

欢迎投稿

联系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
发送邮件时用@替换#
电话：010-56284224

在线投稿