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可充电锌电池瞄准电网级储能应用

时间:2016-06-23 作者:Jessica Lipsky 阅读:
美国斯坦福大学的研究人员携手丰田中央研究所,共同开发出一款专为电网级能量储存而设计的新颖蓄电池。这种电池的电极部份采用锌、镍以及低成本的商用金属共同打造。
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美国斯坦福大学(Stanford University)的研究人员携手丰田中央研究所(Toyota Central R&D Labs Inc.),共同开发出一款专为电网级能量储存而设计的新颖蓄电池。这种电池的电极部份采用锌、镍以及低成本的商用金属共同打造。qrWEETC-电子工程专辑

然而,锌电池一般缺乏充电可靠性。在电池充电期间,被称为“枝晶”(dendrite)的细小纤维在锌电极上形成,最终并达到镍电极,导致电池短路或故障。因此,研究人员们透过重新设计电池,解决了枝晶生长的问题。qrWEETC-电子工程专辑

相较于传统电池采用锌电极与镍电极彼此相对的设计,研究人员们改用一层塑料绝缘层来分隔彼此,并在铲电极边缘包覆碳绝缘层。qrWEETC-电子工程专辑

“藉由我们的设计,在充电过程中,锌离子会减少并沉积于锌电极暴露的背面上,”丰田中央研究所(Toyota Central R&D Labs Inc.)科学家相吾东(Shougo Higashi),“因此,即使生长出锌枝晶,也会远离镍电极,而不至于使电池短路。”
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  • 当锌阳极生长出枝晶并接触到金属阳极,导致传统的锌(Zn)电池(左)发生短路。重新设计的电池(右)采用塑料与碳绝缘层,避免锌枝晶的生长接触到阴极(来源:相吾东/Stanford University)*

根据研究人员表示,经过重复充电和放电电池超过800次后,并未出现任何短路。qrWEETC-电子工程专辑

斯坦福大学材料科学与工程系副教授崔屹(Yi Cui)表示,这款简单的设计适用于广泛的金属电池。这项技术还有利于太阳能与风力发电场,或任何需要巨大能量储存的应用。qrWEETC-电子工程专辑

“太阳能和风力发电场必须能够日以继夜地为电网提供能量,即使是没有限光或风的情况下也毫不中断,”崔屹强调,“这就需要低廉的电池以及其他低成本技术够强大,才足以因应使用需要预先储存剩余的清洁能源。”
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枝晶的形成(来源:Nature Communications/Stanford)qrWEETC-电子工程专辑

这项研究发现己发表于最新一期的《自然通讯》(Nature Communications)期刊。这项研究的其他研究人员还包括斯坦福大学的Seok Woo Lee与Jang Soo Lee,以及丰田中央研究所研究人员Kensuke Takechi等。qrWEETC-电子工程专辑

编译:Susan HongqrWEETC-电子工程专辑

本文授权编译自EE Times,版权所有,谢绝转载qrWEETC-电子工程专辑

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Jessica Lipsky
EE Times副主编,调查记者。Jessica Lipsky是EE Times的副主编,负责半导体行业的新闻和趋势。 她是一名调查记者,负责各种行业内的技术、犯罪事件、公司规划和发展以及政府相关报道。 她的工作地点位于旧金山。
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