鋰電池續(xù)航一直是是電動汽車一個“老大難”的問題，而鋰電池的易燃體質，也是讓電池開發(fā)者們頭痛不已。因此，電池技術科研突破一直是大家關注的熱點話題，那么11月份有哪些技術突破受到了人們的關注呢？隨OFweek鋰電網的小編一起來看看！
1．超速鋁電池問世 有望取代鋰離子電池
ITRI公司與斯坦福大學合作研發(fā)出了款超速鋁電池。據介紹，這款名叫“URABat”的超速鋁電池，充電時間僅需1分鐘，充電及使用過程中，充電效率始終維持在98％以上，并且能循環(huán)使用一萬次。
據悉，這款超速鋁電池的主要材料為石墨和鋁，可以任意變形甚至損壞也不會有任何安全隱患。相較于鋰電池，安全性大大提升。
有人認為，這款URABat超速鋁電池能夠取代鋰離子成為未來充電電池領域的領導者。
2．大連物化所石墨烯柔性超級電容器研究取得新進展
近年來，柔性化電子產品概念的不斷提出，迫切需要開發(fā)與其高度兼容的具有高儲能密度、柔性化、功能集成化的微型儲能器件。
中科院大連物化所的研究團隊在前期研究中將甲烷等離子體還原技術和光刻微加工技術相結合，成功制備出石墨烯基高功率平面微型超級電容器。
這些柔性化、微型化超級電容器對于未來的電子器件展現出重要的應用前景。因此，這項研究也得到了國家青年千人計劃、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金、遼寧省自然科學基金等項目的資助。
3．鋰電池三元層狀NMC材料研究取得進展
北京大學深圳研究生院新材料學院潘鋒教授團隊，最近通過第一性原理計算和實驗驗證，發(fā)現三元層狀正極材料的穩(wěn)定性與晶格結構中最不穩(wěn)定的氧有關，而氧的穩(wěn)定性又由其基本的配位單元決定。通過此模型，他們系統地揭示了層狀材料中鋰的含量、過渡金屬元素的含量及價態(tài)、Ni／Li反位缺陷等因素對氧穩(wěn)定性的調控。
這將為今后三元層狀材料鋰離子電池穩(wěn)定性的優(yōu)化提供重要線索和理論指導。上述研究成果以全文形式發(fā)表于國際著名期刊《美國化學會志》（J．Am．Chem．Soc．，2016，138，13326，13334）上。
4．南開大學柔性鋰硫電池電極材料取得重大進展
近期，南開大學牛志強研究團隊結合原位復合和金屬還原自組裝的方法制備了自支撐柔性石墨烯／硫納米復合薄膜，復合物薄膜中石墨烯具有連續(xù)的網絡狀結構，硫均勻分散在石墨烯的表面，石墨烯連續(xù)的網絡狀結構不僅為離子和電子傳輸提供了有效的途徑，還可以有效吸附多硫化物并抑制其溶解。
5．“人腸激發(fā)”可延長蓄電池使用壽命
據外媒10月26日報道，致力于研發(fā)新一代蓄電池的研究人員在實驗中發(fā)現，人體腸道內部絨狀結構中的指狀突起，可為傳統蓄電池的易降解問題提供解決方案。
據這項研究的作者質疑，來自劍橋大學材料科學與冶金系的保羅 考克森博士（Dr Paul Coxon）介紹，研究團隊在使用氧化鋅電線構建出類似人體腸道內部結構的絨狀結構，并將其置于蓄電池電極之一的表面時，該結構可以有效地捕捉周圍即將流失的活性物質，阻止電池降解的發(fā)生，從而顯著延長電池的使用壽命。
這一發(fā)現解決了阻礙新一代蓄電池快速發(fā)展的一個關鍵性技術難題，意義重大，但由于需要攻克的難點仍然存在，該蓄電池投入量產尚待時日。
6．豐田消滅鋰電池減壽最大元兇 續(xù)航提升15％
豐田與日本一家公共實驗室以及四所大學合作發(fā)現，鋰離子在電極中不均勻移動及聚合是限制電池壽命和續(xù)航的最大元兇，這種現象同時也能導致電池過熱。
目前，豐田已經開發(fā)出了能夠有效抑制鋰離子在電極中不均勻移動及聚合的新型號電池，這種新電池能讓電動汽車的里程和電池壽命最多提升15％。同時，電池安全性也更高。
遺憾的是，豐田方面并未透露何時會將這種新型電池量產，因此想要看到搭載這種高性能續(xù)航電池的汽車還需要更長一段時間。
7．美國高校研發(fā)出鋰電池“完美替代者”
據國外媒體報道，目前佛羅里達中央大學（UCF）的科學團隊已經研發(fā)出能夠存儲更多能量的“超級電池”。傳統的鋰電池充電 1500 次之后性能就開始有不同程度的衰減，而這種超級電容器能夠連續(xù)使用 3 萬次性能都不會下降。
據介紹，中央大學（UCF）團隊研發(fā)的超級電容器由幾百萬條長度僅為幾納米的電線組成，每條電線都被二維材料包裹著。超高的導電性能可以加快電子運動和轉移的速度，使電池能夠超快速地進行充電、放電。未來，這種電容器能夠應用電動汽車等設備上，而且它的柔韌性極好，可以彎曲，因此還能與可穿戴設備結合。
據報道，超級電池的商業(yè)化量產還有一段時間，這款產品更多的是帶給電池技術研發(fā)一些新的啟示。
8．北京交通大學開發(fā)出高倍率性能納米富鋰材料
北京交通大學的Linjing Zhang等人開發(fā)了一種兩步水熱法合成高倍率性能納米富鋰材料，該材料具有良好的循環(huán)性能和倍率性能，1C倍率下比容量可達238．7mAh／g，10C的倍率下，比容量仍然可達182．7mAh／g。
Linjing Zhang利用兩步水熱法合成了Li［Li0．2Ni0．2Mn0．6］O2材料，該方法主要包含兩個步驟，第一步利用葡萄糖在180℃下水熱法合成碳微球，作為第二部模板。在第二步水熱法合成過程中，以Ni和Mn的醋酸鹽作為原料，在450℃下合成富鋰材料，通過在其中添加不同的數量的第一步過程所合成的碳微球來改善富鋰材料Li［Li0．2Ni0．2Mn0．6］O2的形貌結構，這些添加的碳微球模板在后續(xù)的燒結過程中會發(fā)生分解，從而不會殘存碳材料。
9．西北大學取得石墨烯產業(yè)化應用多項突破
11月12日，記者從西北大學石墨烯制備技術與產業(yè)應用課題組了解到，該團隊在石墨烯研究與產業(yè)化中的多項突破，使電池體積縮小、容量增加成為可能。
課題組實現了高性能石墨烯批量制備，批產量達到公斤級。
截至目前，課題組完成了批產量500公斤的石墨烯改性石墨鋰電負極材料的工業(yè)化放大試驗，產品性能達到了國標高性能石墨負極材料指標。同時，實驗室制備出多種超過1000mAh／g（毫安時每克，質量比容量單位）石墨烯鋰電池負極材料，與國際研究同步。
課題組正在積極搭建平臺，推動克容量接近或大于500Amh／g的石墨烯鋰電池負極材料盡快產業(yè)化。
10．青島能源所在高能量密度固態(tài)電池研究中取得進展
團隊創(chuàng)造性地提出了“剛柔并濟”聚合物電解質的設計理念，創(chuàng)新性地構建了復合電解質材料體系，制備出一系列綜合性能優(yōu)異的固態(tài)聚合物電解質體系，有效解決了聚合物電解質各項性能不能兼顧的難題，發(fā)展了新型的固態(tài)電解質關鍵材料體系。
目前在固態(tài)單體電池的器件制備方面，青島儲能院，已開發(fā)出6Ah大容量三元固態(tài)鋰電池。能量密度超過250Wh／kg，循環(huán)壽命超過500圈，通過五次穿釘實驗，固態(tài)電池并未起火和爆炸，安全性能極佳，而且在拔除釘子后電壓有所恢復，這再一次彰顯出固態(tài)電解質良好的自修復性能和安全性能。
除此之外，固態(tài)鋰電池機械強度高，已通過11000米模擬深海壓力艙實驗，現在正準備深海搭載實驗。相關技術已申請中國發(fā)明專利29項，國際PCT專利3項。
從以上10項科研突破我們可以發(fā)現，眼下熱門的電池技術研究可分為三種：1）代替鋰離子電池的技術，如固態(tài)電池、鋁空氣電池、鋰硫電池等等；2）開發(fā)高性能的電極材料的技術，如富鋰材料等；3）石墨烯在鋰電池上的應用技術。
