NEC新技術將鋰電池壽命提高3成

近日，NEC（日本電氣公司）成功開發(fā)出將電動汽車和混合動力車鋰電池蓄電量提高3成以上的新技術。該技術在保證電池安全性和輕量化的前提下，實現(xiàn)電池高壓狀態(tài)的穩(wěn)定運轉，從而延長電動汽車的續(xù)航能力。

目前，電動汽車和各種家用大容量蓄電池采用較多的是埋藏量豐富且成本較低的錳電極材料，但所面臨的難題是單位質量的蓄電量不夠高。如果提高電壓來增加蓄電量，電池內(nèi)部會產(chǎn)生氣體，電池壽命因此變短。NEC此次開發(fā)的高電壓下抑制電極表面電解液酸化分解的技術，使新型電極材料和電解液在高電壓下也不會產(chǎn)生氣體，即使電極中不使用鈷等稀有材料也能增加蓄電量。NEC將充電安全性能極高的尖晶石型錳系正極的一部分置換成鎳，再與黑鉛負極組合，可使平均運轉電壓從原來的3.8 V提高到4.5 V，比能量也從原來的150 Wh/kg提升到200 Wh/kg。而之前想達到相同蓄電能力的鋰離子充電電池，需要加大30%的質量才可實現(xiàn)。

NEC用耐酸性高的氟化氫電解液溶媒替代原來的碳酸鹽系溶媒，解決了一直以來正極和電解液之間酸化分解的難題。實驗表明，在20℃室溫下，完全充放電500次后，鋰電池蓄電量為初期的80%，而在45℃高溫下蓄電量可達到初期的60%，達到了與4 V鋰電池同等的壽命特性。同時，因抑制了電池內(nèi)部產(chǎn)生氣泡，所以高溫反復充放電后的電池膨脹率也從原來的200%降到10%。

據(jù)了解，應用NEC的新技術，在保證電池安全性的同時，可提高30%的蓄電量，且兼具容量大和質量輕的優(yōu)點。市場上目前銷售的電動汽車每次充電可行駛200公里左右，如果使用新開發(fā)出的電池，行駛距離可提高到約260公里。NEC計劃2年內(nèi)將新電池投入實際使用。

NEC表示今后將繼續(xù)改善鋰電池的蓄電量、使用壽命以及安全性能，繼續(xù)加大在電動汽車和大型定置式蓄電池實際應用領域的研發(fā)力度。

新型太陽能設備可在較暗光線下為電池充電

英國沃里克大學等機構的研究人員最近在《先進能源材料》雜志上報告稱，使用有機材料研發(fā)出了一種新型太陽能充電設備，它在接受光線照射后能夠產(chǎn)生7伏特的電壓。而現(xiàn)在許多電子設備中所用的鋰離子電池充電所需電壓在4伏特左右，這種充電設備完全能夠達到為鋰離子電池充電的要求。

實驗顯示，這種充電設備即便是在光線較暗的地方，甚至是有部分陰影的情況下，也能夠發(fā)揮出充電功能。參與研究的蒂姆·瓊斯教授說，這意味著它不僅可以在室外陽光充足的地方發(fā)揮作用，還可以在室內(nèi)光線較暗的地方持續(xù)為設備充電。他說，在此基礎上最終開發(fā)出的充電設備將非常輕薄，不會超過一張信用卡的大小，它可以被插入到電子書等設備的電池部位，在各種環(huán)境中持續(xù)為電池充電，即便是用戶深坐在沙發(fā)中閱讀電子書。

這種太陽能充電設備的另一大優(yōu)點是使用了有機光伏材料，這種材料的成本較低，質量也較輕，適合大規(guī)模應用于各種移動電子設備。研究人員正在計劃使這項技術走出實驗室，形成可商業(yè)化推廣的充電產(chǎn)品。

氧化鋁可使太陽電池轉換率提升至10.9%

由英國牛津大學科學家?guī)ьI的研究團隊，以違反直覺的方式，用低光敏性的氧化鋁(A l2O3)替代光激發(fā)能力良好的二氧化鈦(TiO2)作為電極，將溶液可處理的太陽電池的轉換效率提升至10.9%，創(chuàng)造了新的紀錄。研究人員認為這是因為氧化鋁能夠充當惰性支架，迫使電子停留其中，并通過超薄的吸收體層進行傳送。相關研究報告發(fā)表在近期出版的《科學》雜志上。

在吸收光子并生成電子的光電過程中，基本的能量損失會逐步上升。為了克服這些損失，此前的研究試圖將厚度為2~10納米的鍍鋅層(ETA)，附加到二氧化鈦電極的內(nèi)表面，以增強電流密度和電壓。而之前帶有ETA層的太陽電池的轉換效率僅為6.3%，科學家分析這很可能與二氧化鈦導致的電子混亂和低遷移率有關。因此他們在此次研究中改用氧化鋁作為電極，其生成的光激電子能被保留在ETA層內(nèi)，而不會降低氧化物內(nèi)的能級水平。同時，使用氧化鋁電極還具有多種優(yōu)勢，例如它能顯著提升電子的傳送速度，迫使電子快速穿過鈣鈦礦ETA層，并同時提高電壓。這一改進也能使太陽電池的轉換效率從8%左右提升至10.9%。因為氧化鋁充當了中尺度的支架，而不在光致激發(fā)中發(fā)揮任何作用。

科研人員表示，雖然含有砷化鎵的太陽電池的效率最高可達28%左右，但此次無疑開創(chuàng)了溶液可處理的固態(tài)太陽電池的轉換效率紀錄，也為今后的研發(fā)開辟了廣泛的可能性。他們期望通過使用新型的鈣鈦礦和其他半導體，或是擴展光的吸收范圍等途徑，使電池未來的效率得到進一步提升。

“高能氫燃料電池”2013年春季或將上市

日本知名半導體制造商羅姆(ROHM)與燃料電池開發(fā)風險企業(yè)Aquafairy公司及京都大學合作，開發(fā)出了可用于智能手機等移動電源的小型、輕量、高輸出功率的“高能氫燃料電池”，預定2013年春季正式上市。

使用該電池可解決干電池、鋰離子電池及以往使用甲醇的燃料電池所存在的問題。甲醇氫燃料電池要提高輸出功率就必須有氣瓶，因而很難實現(xiàn)小型化；而鋰離子電池最多使用4~5年后就會失效，但此次研制的“高能氫燃料電池”只要密封完好就可持續(xù)多年使用。羅姆與Aquafairy利用獨創(chuàng)技術，成功地將氫化鈣固化為片材，可使體積不到3立方厘米的片材與水反應生成約4.5升的氫，制造出5瓦時的電力。這種氫燃料電池體積小巧且可常溫工作，不僅可用于智能手機的充電，還可作為平板電腦和PC等的電池、戶外和偏遠地區(qū)的動力源、發(fā)生災難時的備用電源使用。由于是通過水的合成反應進行發(fā)電，因此，發(fā)電時的產(chǎn)物只有水（水蒸氣），使用的原料只有水和鈣系燃料，不排放二氧化碳及有害物質，廢棄時也可作為一般廢棄物處理，是一種極為環(huán)保的電池。

適用于智能手機的“高能氫燃料電池”將推出兩個版本，一種是可將手機插入其中的“覆蓋型”，重30克；一種是通過USB進行連接的“外接型”，重23克。如果是電池能量為5瓦時的智能手機，約2小時即可充滿電。此外，還有一款200瓦時的大容量手提式氫燃料電池，只有3千克的質量，可以給筆記本電腦、電視機、其它外設等提供3~4小時的電力。羅姆介紹說，2013年這種氫燃料電池會進入商業(yè)化量產(chǎn)階段，希望到時候能給移動數(shù)碼設備帶來新的外置電源選擇。

此次產(chǎn)品開發(fā)組合應用了羅姆的電源電路、應用程序開發(fā)技術與Aquafairy公司的燃料電池技術。羅姆、Aquafairy和京都大學接下來會積極推進可靠性評估和進一步改進，在推銷智能手機專用產(chǎn)品的同時，還計劃于2013年4月開始銷售用于無法確保電源的遠程地震儀的燃料電池。新產(chǎn)品與以往的鉛蓄電池相比，質量減輕了四分之三，并且實現(xiàn)了以3千克質量產(chǎn)生400瓦時電力的高能量。

碳氫燃料電池催化劑研制獲突破

為了讓燃料電池的轉換效率更高，人們在其電極中添加了多種催化劑，但是傳統(tǒng)的催化劑主要由鉑、釕等稀有貴金屬組成，不僅價格不菲，而且難以制造，因此，尋找廉價且高效的有機催化劑一直是研究人員努力的方向。近日，瑞典優(yōu)密歐大學的物理學家揭示了研制此類催化劑的關鍵過程與機理，朝著這個方向邁出了一大步。相關研究成果發(fā)表于國際納米科學技術領域權威期刊《美國化學學會期刊—納米》。

3年前，《科學》雜志曾報道了一項引起學界轟動的研究成果：基于氮摻雜碳納米管的全有機催化劑具有與含鉑催化劑同樣的催化效率。此后，不斷有研究者對其進行研究?？茖W家發(fā)現(xiàn)，碳納米管中的“缺陷”可以影響催化效率。理想狀態(tài)的碳納米管全部由碳原子組成，但實際上，碳納米管許多地方都會出現(xiàn)碳原子缺失或被替代的現(xiàn)象，也就是所謂的“缺陷”。

“在深入研究‘缺陷’的機理之后，我們故意制造了碳原子被氮原子替代的缺陷。研究顯示，這種缺陷可以提高電子密度，進而達到我們所需的催化效率?！痹撔Ｎ锢硐蹈苯淌赥homas Wagberg說。

他還介紹說，實驗表明，具有氮原子缺陷的碳納米管的催化效率要遠高于具有其他原子缺陷的碳納米管材料，并且通過簡單的加熱手段可以將低效氮原子缺陷轉化為高效氮原子缺陷。

此外，這種材料還具有催化其他反應的潛力。“例如，將水分解為氫氣和氧氣，也就是說，這種催化劑可以催化人們所稱的‘人造光合作用’。”Thomas Wagberg說。

現(xiàn)代ix35氫燃料電池車年底前搶先上市

在電池驅動的電動車開發(fā)方面落后于對手的韓國現(xiàn)代汽車公司另辟蹊徑，將開發(fā)重點轉移到燃料電池驅動技術上，并在巴黎車展上公布了號稱“全球第一款量產(chǎn)燃料電池電動車”的新能源車型。

在本屆巴黎車展上，現(xiàn)代推出了一款ix35氫燃料電池汽車，并宣稱這是世界上第一臺氫動力車型。本田可能不太贊同這個觀點，因為他們也推出了一款氫動力汽車。不過韓國人宣稱，ix35將于2012年底上市，成為第一款投入使用的氫動力商用車。

據(jù)了解，這款氫動力車將于2012年12月在韓國蔚山工廠開始生產(chǎn)?，F(xiàn)代將先通過租賃的方式調(diào)查市場對該車的接受程度，如果效果良好，將在全球大規(guī)模生產(chǎn)。

現(xiàn)代稱，這款車和所有氫動力汽車一樣，水蒸氣是唯一的排放尾氣，其最高功率為73千瓦，最高時速151公里，百公里加速12.5秒。其驅動過程為：將電量儲存到24千瓦時鋰電池組，然后用電機驅動車輛，續(xù)航里程達到587公里。

現(xiàn)代方面還表示，與老款的燃料電池車不同的是，新車型不需要額外準備壓縮空氣，只需消耗普通大氣即可，因此效率提升了五成。同時由于沒有空壓機的緣故，座艙的噪音也大大降低。除了沒有汽油尾氣和發(fā)動機噪音，氫動力版ix35和普通汽油ix35完全一樣。

現(xiàn)代汽車公司認為，與純電池供電轎車相比，燃料電池轎車的設計理念更加客觀實用，在未來更加容易實現(xiàn)。燃料電池轎車加滿燃料的行駛距離是靠單一電池供能的電動轎車的5倍，且無需耗費8個小時的時間充電或是更換電池，只需快速加氣即可。現(xiàn)代計劃從今年12月起到2015年在歐洲市場投放1 000輛基于途勝的燃料電池跨界車，并期望能將該車生產(chǎn)成本減半，降至44 700美元。

行業(yè)人士和媒體對現(xiàn)代燃料電池車的最初標價為88 000美元，這對于一個致力于生產(chǎn)低端車的公司來說是一個很高端的價格。燃料電池車的生產(chǎn)制造尚需時日，制造商們目前還得解決燃料電池轎車高于電池電動車2~3倍的生產(chǎn)成本，以及燃料再添加設施的設計問題。

韓國現(xiàn)代及起亞公司燃料電池研發(fā)部主任Lim Tae-won曾對路透社記者透露：“我們致力于在2020~2025年時能夠將燃料電池轎車的價格降低至電池驅動的水平?！睋?jù)Lim表示，如果燃料添加的困難得以解決，燃料電池汽車將解決電池電動車“里程焦慮”的問題，或者可以說是遠程行駛時充電難的問題?，F(xiàn)代公司的燃料電池轎車生產(chǎn)目標是：2015年達到1萬輛，2020年實現(xiàn)10萬輛。

配備氫燃料電池的民用飛機試飛成功

日本IHI（石川島播磨重工業(yè)）近日宣布，該公司及其子公司IHI Aerospace與美國波音公司聯(lián)合，對配備再生型燃料電池系統(tǒng)的民用飛機進行試飛并獲得了成功。將該系統(tǒng)與發(fā)動機并用，不僅可實現(xiàn)節(jié)能，還能減排二氧化碳。據(jù)IHI介紹，配備該系統(tǒng)的飛機進行飛行試驗屬世界首次。

再生型燃料電池是既能放電又能充電的燃料電池。為飛機配備這種電池之后，可獨立于發(fā)動機供電。此次飛行試驗在美國西雅圖近郊進行，使用的是波音公司的“波音737”。飛機起飛前到升空過程中，一直用預先儲存在燃料電池中的電力為飛機供電，轉為巡航之后，則利用發(fā)動機和飛機電源為燃料電池充電。之后又根據(jù)實際情況多次對燃料電池進行了充放電循環(huán)，均獲得了成功。

據(jù)IHI介紹，此次飛行試驗的最大課題是要確保安全性。盡管在飛機這一封閉空間內(nèi)配備了采用爆炸性氣體——氫氣的燃料電池，但關于民用飛機使用氫氣，并無標準可循。因此，IHI集團和波音公司分析研究了確保安全性的標準，并在此基礎上進行了系統(tǒng)設計。

IHI和波音公司于2010年簽署了共同研究飛機用燃料電池的協(xié)議。IHI集團將根據(jù)飛行試驗中獲得的知識，以實現(xiàn)再生型燃料電池的小型化和大功率化為目標，對其進行改進。此外，還將討論使其作為民用飛機用輔助電源實現(xiàn)產(chǎn)品化的相關事宜。

美國科學家研制出用于智能手機的“納米花”電池

美國科學家最新設計了一種微型電池，其粉紅色納米結構可以徹底顛覆傳統(tǒng)電池設計，以獨特的表面結構存儲更多能量。它是由硫化鍺（一種半導體材料）制成，其花卉外形以更小的空間具有更大的表面積來存儲能量，這將成為理想的能量存儲應用，可用于制造新型智能手機電池。

這項突破性技術是由美國北卡羅來納大學的曹林友(音譯)及其同事研制的。為了創(chuàng)建這個納米花卉結構，研究小組首次在火爐中加熱粉末狀半導體材料，將其蒸發(fā)之后吹至火爐中一個溫度較低的區(qū)域，使其逐層沉淀下來。這種層狀結構僅有20~30納米厚，長100微米，當逐層添加時每一層在下層基礎上延伸，形成一個類似于萬壽菊或者康乃馨的花卉結構。

研究小組強調(diào)，花卉結構可增強鋰電池的蓄能，這是因為更纖薄的結構和更大的表面積可存儲更多的鋰離子；基于相同原因，這種結構也可用于增強超導體性能。關于“納米花”電池的詳細研究報告已發(fā)表在《ACS納米》期刊上。

巴斯夫爭當電池材料領軍者

在剛剛過去的幾個月，美國巴斯夫公司展開一系列行動，旨在成為全球領先的高性能電池材料供應商。該公司負責電池材料業(yè)務的高級副總裁拉爾夫·梅克斯奈高調(diào)宣言：我們正在朝著目標大步前行。

今年1月，巴斯夫斥資5 000萬美元收購了美國鋰硫電池開發(fā)商思昂(Sion)動力公司的股權。收購思昂動力公司有助于巴斯夫在電解液配方以及鋰離子電池負極材料等領域的發(fā)展。為整合現(xiàn)有以及未來與電池相關的業(yè)務，巴斯夫今年1月1日組建了電池材料全球業(yè)務部門。

2月份，巴斯夫以5 800萬美元的價格收購了美國奧瓦尼克(Ovonic)電池公司。奧瓦尼克電池公司主要研發(fā)氫鎳電池技術，其總部和電池材料研發(fā)中心均設在底特律郊區(qū)。巴斯夫公司表示，收購奧瓦尼克電池公司將使巴斯夫在氫鎳電池技術方面處于行業(yè)領先地位，同時有助于巴斯夫與全球知名的電池生產(chǎn)商建立長期的合作關系。

同樣也是在2月，巴斯夫公司還收購了德國化學和制藥企業(yè)默克(Merck)公司的電解質業(yè)務。通過此次收購，巴斯夫獲得了默克公司在提高電池性能方面的專利技術以及相關產(chǎn)品包括電解液配方、生產(chǎn)鋰離子電池所需要的各種電解質助劑等，擴大了巴斯夫在該領域的產(chǎn)品線，增強了其在鋰電池電解質方面的業(yè)務能力。

3月份，巴斯夫全球電池材料業(yè)務部門與位于瑞士的科萊恩集團附屬公司簽署了一份技術許可協(xié)議，獲得磷酸鐵鋰電池材料的全球生產(chǎn)與銷售權。

4月份，巴斯夫宣布收購諾萊特科技公司。諾萊特科技公司主要致力于鋰電池電解液的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。

此外，巴斯夫還加強了與其他公司以及科研院所在研發(fā)領域的合作，如加入高能量鋰電池創(chuàng)新聯(lián)盟，涉及下一代鋰電池開發(fā)的合作。同時巴斯夫還與德國卡爾斯魯厄理工學院合作的實驗室開發(fā)新一代電池材料，旨在大幅削減下一代電池成本，同時增加電動汽車的里程。

巴斯夫目前在歐洲、美國和亞太地區(qū)均已布局高性能電池材料生產(chǎn)基地。該公司投資約5 000萬美元、建在俄亥俄州伊利里亞的首個負極材料生產(chǎn)廠即將投入運營，該廠也是北美地區(qū)最大的負極材料生產(chǎn)廠。

2 012全球新能源汽車大會12月6日?？陂_幕

12月6日至10日，“2012全球新能源汽車大會”(2012GNEV)將在風光迤邐的海南省?？谑信e行。長達5天的活動，內(nèi)容可謂精彩紛呈：全球1 000名行業(yè)精英聚集的高端國際論壇，?？?0 000名市民參與互動的新能源汽車嘉年華，包括20個品牌、40款車在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈展商匯集的伙伴形象展……

2012GNEV由海南省人民政府、國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、GNEV共同主辦，主要承辦方為海南省工信廳和第一電動網(wǎng)。據(jù)透露，在本次大會上，海南省將向國際有關機構正式遞交申請，期望成為全國第一個“新能源汽車國際示范島”。海南省還將牽頭推動成立“新能源汽車國際創(chuàng)新聯(lián)盟”，打造一個集合國際知名整車、零部件企業(yè)以及投資機構、研究機構的聯(lián)合創(chuàng)新平臺。

12月6日和7日，2012GNEV將在中國·海南·博鰲亞洲論壇酒店舉行2天高端國際論壇。美國、德國、法國、英國、荷蘭等國際政府代表及重要跨國企業(yè)高管，國內(nèi)科技部、工信部領導及代表企業(yè)高管共計1 000人將應邀出席，共同探討在當前情勢下如何“打開消費之門”。

兩天的內(nèi)場活動由2場全體大會（開幕論壇和閉幕論壇）、5場分論壇組成。5場分論壇分別對新能源乘用車、新能源客車、微型電動車、電池以及基礎設施產(chǎn)業(yè)鏈關鍵節(jié)點進行細致梳理，集中探討各領域的技術和商業(yè)模式創(chuàng)新兩大話題。第一電動研究院將進一步加大報告發(fā)布數(shù)量和力度，《打開消費之門——2012全球新能源汽車消費調(diào)查》、《2012中國新能源乘用車消費報告》、《2012中國新能源客車消費報告》和《2012年中國微型電動汽車消費報告》等四份報告將在大會主論壇及相應分論壇上亮相。

“2012年度綠色汽車評選”設立了年度最佳純電動乘用車獎、年度最佳純電動客車獎、年度示范運營城市創(chuàng)新獎等三大獎項，頒獎結果將于12月6日晚揭曉。

12月7日下午，“我為電車狂——2012新能源汽車(海南)嘉年華”活動將在?？趪d大道3萬平方米的海航文化體育廣場拉開序幕。在隨后的3天內(nèi)，累計將有10 000名海口市民走進嘉年華現(xiàn)場，充分體驗綠色科技帶來的無窮樂趣。

2012GNEV伙伴形象展將在嘉年華現(xiàn)場專門開辟5 000平方米展區(qū)，集中展示大會所有合作伙伴以及整車、電池、驅動系統(tǒng)、充電設備和能源供應網(wǎng)絡，讓消費者能夠現(xiàn)場體驗電動汽車時代的智能化生活。