“一举两用”的电池

时间:2013-07-10 15:26来源:未知 作者:cbcu
点击:
《中国科学报》:“一举两用”的电池
      本期话题:水系锂钠混合离子电池
近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所设计出一种新型的水系锂钠混合离子电池,给钠离子电池家族增添了一支新军。该研究成果在线发表于英国《科学报告》。
与传统锂离子电池“摇椅式”的工作原理不同,该类电池在充放电过程中,锂离子和钠离子分别仅在电池的一极与电解液之间移动。得益于这种独特的工作原理,该类电池不但能储存电能,而且还具有分离金属离子的功能。
陈亮
化学电池是指通过电化学反应,把正极、负极活性物质的化学能,转化为电能的一类装置。在现代社会中,化学电池和我们的日常生活息息相关,无时无刻不在为我们的生活服务。
化学电池品种繁多,大到需一座建筑才能容下,小到以毫米计算。按电池是否可反复循环使用,化学电池可分为一次电池和二次电池。
一次电池俗称“用完即弃”电池,即电池电量耗尽时,无法再充电使用,只能丢弃。生活中常用的5号锌锰干电池就是一次电池。二次电池又称可充电电池,即电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。目前市场上主要的二次电池有铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池。
以有机溶剂为电解液的锂离子电池由于工作电压高、能量大和循环寿命长的优点而被广泛应用于手机、电脑和相机等便携型电子产品中。
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。充电时,锂离子从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极;放电时则相反。形象地说,锂离子电池就像一把摇椅,摇椅的两端为电池的两极,而锂离子则在摇椅两端来回“奔跑”。
随着经济的发展、环境污染的日益加剧、不可再生的能源资源不断消耗,人类社会迫切需要提高能源的利用效率,开拓新能源和可再生能源,而这些均离不开电化学储能电池。
传统的以有机溶剂为电解液的锂离子电池虽然具有能量密度高的优势,但存在安全性较低和成本较高的问题。与之相比,水系离子电池具有价格低廉、无环境污染且安全性高等优点,在电网级别的大规模储能领域具有潜在的重要前景。
由于钠资源相对丰富,钠离子水系电池被认为是下一代水系二次电池的理想选择。目前,美国的Aquion Energy和Alveo Energy两家公司正在积极开发基于钠离子水系电池的储能系统,而中国在这方面研究不足。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所研制的新型水系锂钠混合离子电池,可谓钠离子电池家族中增添的一支新军。
该类电池的一极采用选择性嵌入/脱嵌锂离子的化合物为活性材料,而另一极则选用选择性嵌入/脱嵌钠离子的化合物作为活性材料,同时以锂钠混合离子水溶液作为电解质。
与传统锂离子电池“摇椅式”的工作原理不同,该类电池在充放电过程中,锂离子和钠离子分别仅在电池的一极与电解液之间移动。得益于这种独特的工作原理,该类电池不但能储存电能,而且还具有分离金属离子的功能,可谓“一举两用”。
锂钠混合离子电池的美妙之处在于其双功能性。锂和钠在元素周期表中属同族元素,它俩化学性质相似,难以分离。
现有的分离技术多采用化学方法,需要大量的Na2CO3、AlCl3或锰氧化物等化学试剂,耗时、成本高和环境不友好。
采用锂钠混合离子电池技术即可在储存和释放电能的同时又分离锂、钠离子。这种分离技术与现有其他化学方法相比,更为高效和绿色,因而其在大规模分离海或卤水中的锂、钠元素方面具有重要应用前景。
电化学储能有望成为21世纪具有持续、爆炸式发展潜力的新兴产业。基于钠离子电池的储能技术很可能是未来最重要的储能技术之一。
锂离子电池的发展导致全世界对锂资源的需求日益增加。据统计,至2012年,世界上83%的锂是从海或卤水中提取的,因此发展新型有效的分离技术迫在眉睫。
现在,“一举两用”电池的出现,既为电化学储能技术的发展提供了新思路,又为锂钠分离技术的发展提供了新契机。
 
(责任编辑:王杰)
文章标签:
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
专题
相关新闻
本月热点
  • 注册资本近1.15亿元!两巨头成立电池回收企业

    近日,广州优美再生技术有限公司(以下简称广州优美)正式成立,公司由优湃能源科技(广州)有限公司与格林美集团下属武汉动力电池再生技术有限公司有限公司(以下简称动力再生)携手打造。 据了解,广州优美注册资本约1.15亿人民币,经营范围含化工产品销售
    2024-04-16 10:29
  • 宁德时代、科达利、特斯拉等发力这一新赛道!

    4月22日,科达利发布公告称,公司与台湾盟立台湾盟立、台湾盟英拟共同投资深圳市科盟创新机器人科技有限公司(以下简称深圳科盟)并签署《投资合作协议书》。深圳科盟并签署《投资合作协议书》。深圳科盟注册资本拟为人民币1亿元,其中公司以现金方式投入人
    2024-04-24 10:11
  • 续航里程1000公里!宁德时代发布神行PLUS电池

    4月25日,在2024北京车展上,宁德时代举行乘用车新品发布会,发布神行PLUS电池,续航里程1000公里。同时,充电10分钟可续航600公里。
    2024-04-25 17:53
  • 天奇股份牵手长安汽车 共同打造动力电池全生命周期产业链闭环!

    天奇股份4月18日公告,拟与中国长安、长安汽车共同投资设立合资公司,并以合资公司为主体合作开展电池回收、梯次利用及再生业务。目标打造成为西南区域领先的电池回收标杆企业。 合资公司的注册资本为1.8亿元,其中公司拟出资8820万元,持有合资公司49%的股
    2024-04-19 08:42
  • 50亿元!这家公司拟在摩洛哥投建锂电池负极材料项目

    4月26日晚间, 中科电气 发布公告,宣布公司计划通过其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司,在中国香港或其他海外地区新设全资子公司, 以间接投资方式设立摩洛哥项目公司,实施一项年产10万吨锂离子电池负极材料一体化基地项目 。 据了解, 项目计划总投资
    2024-04-29 18:25
  • 全固态电池三大技术路线,谁将最终胜出?

    近年来,凭借高密度、更安全性、寿命长等优点,被认为是“最具潜力的下一代锂电池技术”的固态电池受到市场关注,最新消息不断。
    2024-04-22 18:17
  • 锂矿龙头一季度预亏超36亿元,收深交所关注函!

    4月23日晚间,天齐锂业发布业绩预告,预计今年第一季度同比由盈转亏。 同日晚间,深交所对天齐锂业下发关注函,要求其结合主营业务开展情况、产品产销量、产品价格等,分析2024年一季度亏损较2023年四季度大幅增加的原因,并说明是否存在持续亏损风险等。 锂
    2024-04-25 09:30
  • 又有车企公布全固态电池量产时间!

    当地时间4月16日,日产汽车公开全固态电池试生产线的预定设置场所,在生产发动机等的横滨工厂建筑内确保了约1万平方米空间,为搬入设备推进施工。 日产计划2025年3月开始生产全固态电池,目标2028年度实现量产。据日产介绍,全固态电池的能量密度是传统锂离
    2024-04-18 08:43
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
企业微信号
微信公众号