http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2013-03-21
记者 张骞
晚报讯 充电时间只要10秒，续航里程达400公里，让电动汽车和普通汽油在性能上差别不大时代即将到来。最新一期《自然》杂志子刊《科学报道》刊发了复旦大学吴宇平教授课题组关于水溶液锂电池体系的最新研究成果。记者从复旦大学昨天举行的新闻发布会上获悉，短短几天，已有美国新能源汽车开发的相关机构发出合作请求。复旦学者希望将这一成果尽快在国内运用，推动新能源车产业的加速发展，同时为治理空气污染发挥积极作用。
目前，相继投放市场的新能源电动车尽管有牌照免费、经费补贴等优惠政策，但是要打开市场，却很艰难。关键的原因之一就是电池还不够给力。很多市民都担心新能源车的续航里程。 “万一车开出去开不回来怎么办？”成为老百姓购买新能源电动车的最大担忧。
此次，由吴教授团队开发的新型水锂电池体系采用复合膜包裹金属锂，以水溶液为电解质，可大幅降低电池的成本，提高其能量密度，从而使电池充电时间更短，储存电量更多，耐用时间更久。记者了解到，现在市面上售卖的电动汽车出行距离为150-180公里，而装备这一新型水锂电的电动汽车，它的行驶距离有望达到400公里。最值得一提的是，目前市面上电动汽车的充电时间需要8个小时，而装备这一新型水锂电的电动汽车一次充电只需要10秒钟左右。此外，新型水锂电的制造成本也只有目前市面上电动汽车锂电池的一半价格。这样一来，电动汽车和普通汽车在性能上的差异不再明显。其环保优势将更具市场吸引力。“这种新型水锂电池一旦产业化后，将能彻底解决目前新能源电动车存在的安全隐患、成本高、行驶里程短等三大制约其产业发展的主要难题。”吴教授说。
吴教授告诉记者，这一成果一经《自然》杂志子刊《科学报道》上刊发后，短短几天，已经有美国新能源汽车开发的相关机构发出合作请求，但复旦方作为拥有原创知识产权方，更希望寻求与国内企业合作，尽快将这一成果在国内运用，推动新能源车产业的加速发展，同时为治理空气污染减少PM2.5颗粒物的排放发挥积极作用。
据介绍，新型水锂电还可以广泛运用于手机、笔记本电脑、大型制造设备等领域。和传统锂电池相比，它的另一个显著的优势是不容易发烫发热，大大降低了安全隐患。
[新闻晚报]
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新型超级电池可几秒内充满手机成本低廉(图)
该科研组利用DVD刻录机制成的微型超级电容器。它们的充电或者是放电速度比常规电池快100倍到1000倍
这项新突破还将大大改变电池的设计，让它们变得更小、更容易成为电子产品的组成部分
新浪科技讯 北京世界3月5日消息，据国外媒体报道，美国研究人员已经公布了他们研制的一种新型电池，这种电池能在几秒内给手机，甚至是汽车充满电。
这种名叫微型石墨烯超级电容器的装置的充电或者是放电速度比常规电池快100倍到1000倍。这种利用单原子层碳制成的电池很容易生产，也很容易与电子产品结合到一起，甚至有可能促使更小的手机诞生。该科研组表示，他们的新突破不仅将会导致充电更快的手机和汽车诞生，而且也会催生更小的电子产品。美国加利福尼亚大学洛杉矶额分校亨利-萨缪理工程和应用科学学院的材料科学同时也是工程学教授的理查德-卡纳说：“储能设备与电路相结合具有很大挑战，它经常会对整个系统的小型化产生很大限制。”
研究人员为了研制这种新的微型超级电容器，他们采用两维碳片，即石墨烯，它在第三维只有单原子那么厚。该科研组还发现一种能够轻松生产这种电池的方法，即采用标准DVD刻录机。艾尔-卡迪说：“制造微型超级电容器的传统方法涉及到劳动密集型光刻技术，事实证明，这种方法很难制造出符合成本效益的装置，因此它大大限制了它们的商业应用。而我们采用消费档次的光雕刻录，用比传统装置低很多的成本大面积生产石墨烯微型超级电容器。采用这项技术后，我们能用便宜材料，在不到30分钟的时间里，在一个单一的光盘上生产超过100个微型超级电容器。”
为了产生一个高效超级电容器电池，研究人员需要分开安装两个电极，以便让它们中间的可用表面积达到最大化。这么做会导致超级电容器储存更多电荷。以前的设计把一层层石墨烯堆叠在一起，当做电极，这就如同三明治上的面包片。然而，这种做法在电子电路上并不起作用。在新设计中，研究人员以相互交叉的形式，把电极并排安装，这与相互交叉的手指类似。这么做有助于扩大两个电极的可用表面积，并减少电解液里的离子需要传播的路线。因此新型超级电容器具备比堆叠对比物更强的充电能力和速度性能。研究人员表示，人们甚至可以在家制作这种东西。
艾尔-卡迪说：“这种方法非常简单、成本效率高，而且能在家中生产。我们只需一个DVD刻录机和分散在水里的氧化石墨，这种材料能以很低的价格在市场上买到。”该科研组表示，现在他们希望能与电子产品生产商合作。卡纳说：“目前我们正在寻找商业合伙人，帮助我们大量生产我们的石墨烯微型超级电容器。”(孝文)
[新浪网]
美报告：下一代电池2020年左右将首用于军事
中新网3月21日电 据中国国防科技信息网报道，现代移动能源存储对单兵设备(如电话、计算机)、武器系统和汽车等至关重要。当今，锂离子电池在全球的技术领先地位已经确立，锂-空气、锂-硫、固态、锌-空气等新型电池设计可使能量密度提高10倍，但其中大多数处于开发早期阶段，2024年之前不会达到锂离子电池的地位。
美国Lux研究公司发布了《超越锂离子电池：下一代电池路线图》的报告，其作者CosminLaslau表示：“下一代电池仍主要在实验室进行基础性研发，锂-空气、锂-硫、固态等电池技术还未成熟。然而，客户最终需要的还是顶级的性能，这些性能只有超越锂离子的技术才能提供，德国巴斯夫、日本丰田和美国IBM等公司已经开展了大量研究。”
Lux研究公司的分析师对下一代电池进行了评估，构建出下一代能源存储路线图。部分研究成果如下：
1.对成本不敏感的军事领域将于2020年左右首先应用下一代电池。随后，消费电子领域将大量采用固态电池。然而，下一代电池仍将存在成本和技术障碍。
2.相比锂离子电池，下一代电池将在2024年具有成本竞争力。到2021年，固态电池成本将为409美元/千瓦时，这也是目前锂离子电池的成本。到2030年，大多数电池的名义成本将降至200美元/千瓦时以下。
3.PolyPlus、Sion Power、Oxis Energy三家公司初显领先地位，已获得足够的资金，并取得了技术进展。PolyPlus公司受美国能源部资助，开发了一种保护锂-空气电池和锂-硫电池中锂电极的涂层。巴斯夫支持的Sion Power公司、萨索尔新能源公司资助的Oxis Energy公司均研制出用于锂-硫电池的有机电解质和聚合物电解质。(胡开博)
[中新网]