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新型隔膜推動(dòng)鋰離子電池的發(fā)展
發(fā)表時(shí)間:【2019-04-10】
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    早在二十年前,埃克森美孚化工及其在日本的關(guān)聯(lián)公司--東燃化學(xué)共同研究和開發(fā)的隔膜在世界首個(gè)商業(yè)化鋰離子電池的推出過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用。埃克森美孚化工和東燃化學(xué)已經(jīng)共同改進(jìn)了電池的關(guān)鍵部件—隔膜,這必將提高能效并為混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車提供更強(qiáng)動(dòng)力。在鋰電池的結(jié)構(gòu)中,隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜采用塑料膜制成,可隔離電池正負(fù)極,以防止出現(xiàn)短路;它還可以在電池過(guò)熱時(shí),通過(guò)閉孔功能來(lái)阻隔電池中的電流傳導(dǎo)。傳統(tǒng)的隔膜雖然在小型手機(jī)鋰離子電池上具有可靠性能,但是不一定能勝任適用于汽車的大型應(yīng)用領(lǐng)域。埃克森美孚開發(fā)的新型隔膜可提高電池的安全系數(shù)和功率,克服了這一技術(shù)障礙。
  目前,大多數(shù)的混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車仍使用過(guò)去笨重的鎳氫電池。如果用鋰離子電池替代,不僅可減輕電池的體積和重量,還可提高電池的性能,這一點(diǎn)在便攜式電子產(chǎn)品和無(wú)線電動(dòng)工具上均得到了體現(xiàn)。2004年,埃克森美孚果斷決定,加快開發(fā)混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車電池技術(shù)。混合動(dòng)力汽車采用可供選擇的燃料—主要是汽油和電提供動(dòng)力。“挑戰(zhàn)在于,我
們能否生產(chǎn)出一種可在這類汽車內(nèi)部溫度較高的狀態(tài)下安全、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的電池隔膜?”埃克森美孚化工高級(jí)副總裁哈銳思說(shuō)。
  埃克森美孚找到了解決方案,那就是將新產(chǎn)品和新工藝技術(shù)緊密結(jié)合起來(lái)。埃克森美孚化工在其位于美國(guó)得州貝塘的實(shí)驗(yàn)室里,利用產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)開發(fā)了高耐熱聚合物,而東燃化學(xué)開發(fā)的薄膜制造工藝則將多種聚合物結(jié)合到多層共擠的多孔膜片中,而膜片的厚度比人類的一根頭發(fā)還薄。兩家公司的合作成果 — 專有隔膜,不僅提高了安全性和可靠性,而且放大了電流并延長(zhǎng)了電池壽命。此外,該創(chuàng)新薄膜還可針對(duì)電池廠商的特定需求量身定制產(chǎn)品規(guī)格。
  “我們對(duì)開發(fā)出這種隔膜倍感興奮,利用它生產(chǎn)出的小型、輕量化鋰離子電池能夠輸出更高功率,同時(shí)在使用時(shí)更加安全,”埃克森美孚首席聚合物科學(xué)家,研發(fā)團(tuán)隊(duì)的帶頭人白培德(Pat Brant)說(shuō)。
  新型隔膜已在東燃化學(xué)位于日本那須的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。哈銳思預(yù)計(jì),在未來(lái)的兩年內(nèi),電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車及輕型卡車可能會(huì)用鋰離子電池作為動(dòng)力。“我們已經(jīng)看到,使用埃克森美孚電池隔膜的電動(dòng)汽車的首次商業(yè)化推出。2008年1月,Electrovaya公司推出了Maya-300型汽車,這是一種低速型汽車,最高行駛里程120英里,專為城區(qū)內(nèi)駕車而設(shè)計(jì)。”
  去年,埃克森美孚推出了一種合成氣密層材料,它可以減輕輪胎重量,確保輪胎保持適當(dāng)?shù)奶海@兩點(diǎn)對(duì)于降低油耗都很重要。埃克森美孚正在開發(fā)新的技術(shù),可提高內(nèi)燃機(jī)效率最高達(dá)30%;與此同時(shí),還在開發(fā)車載制氫系統(tǒng),可用于燃料電池汽車,與目前使用傳統(tǒng)燃料的汽車相比,可提高燃料效率80%,減少溫室氣體排放45%。