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電池細(xì)胞可“死而復(fù)生”

時(shí)間:2013-01-09 13:11來(lái)源:未知作者:admin

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NS999是美國(guó)第一臺(tái)完全由蓄電池提供動(dòng)力的機(jī)車(chē)。

諾福克南方鐵路NS999號(hào)機(jī)車(chē)是美國(guó)第一輛完全由電池供電的電動(dòng)機(jī)車(chē)，由1080塊12V鉛酸蓄電池組成能量?jī)?chǔ)存系統(tǒng)。但當(dāng)這些鉛酸電池壽命耗盡時(shí)，機(jī)車(chē)將面臨缺少電源停駛的命運(yùn)。

為解決這一問(wèn)題，近日美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一個(gè)更具成本效益的方法，以延長(zhǎng)電池的使用壽命。

NS999號(hào)機(jī)車(chē)從2008年開(kāi)始研制，以評(píng)估動(dòng)力電池技術(shù)在機(jī)車(chē)上的應(yīng)用，特別是節(jié)能減排方面的成效。該實(shí)驗(yàn)機(jī)車(chē)中的電池與汽車(chē)充電電池類(lèi)似，多次充電后面臨老化。主要原因是鉛酸蓄電池會(huì)出現(xiàn)硫酸鹽化，導(dǎo)致電池充放電頻繁，從而造成硫酸鉛的累積，損害性能。

在最近的一項(xiàng)研究中，研究人員正尋找方法提高對(duì)普通電池的管理實(shí)踐。這種方法不會(huì)損傷電池，簡(jiǎn)單且廉價(jià)——只需使用較少的傳感器、電子及配套五金件。同時(shí)，仍能有效保持識(shí)別以及降低硫化。

賓夕法尼亞州立大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)教授克里斯托弗·拉恩說(shuō)：“我們想扭轉(zhuǎn)電池硫化的局面以振興電池工業(yè)。”

拉恩與機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的助理石瑛、克里斯托弗·佛恩，在三個(gè)月間循環(huán)使用鉛酸蓄電池并將會(huì)同樣應(yīng)用于機(jī)車(chē)。他們用被稱(chēng)為電阻抗譜和充分充放電的方式確定了電池的老化機(jī)理。通過(guò)這一點(diǎn)，研究人員確定了每6個(gè)電池中的硫酸鹽化過(guò)程，并設(shè)計(jì)出了一種新算法，在充電時(shí)可以減少硫化，并且還能在其他形式的退化發(fā)生前停止充電。

該算法成功恢復(fù)了電池死細(xì)胞，并提高了電池的綜合能力，研究人員在最新一期的《動(dòng)力來(lái)源》雜志發(fā)表了這一成果。

拉恩說(shuō)：“我們減少硫化并增加了電池的容量，不過(guò)我們并沒(méi)有使用全新的方式——也沒(méi)能做到這一點(diǎn)，但是電池性能仍得到很大的提升。”

研究人員將單個(gè)電池容量與總電池組容量分別提高了41%與30%。甚至更好的結(jié)果有可能出現(xiàn)——如果硫酸是唯一導(dǎo)致電池的老化原因。但是，研究人員發(fā)現(xiàn)還有別的因素造成電池性能的下降。

拉恩指出，他們確定其一些電池細(xì)胞可能有水損失的問(wèn)題。其他的因素也可能破壞鉛酸電池的性能，如正電極腐蝕、不可逆轉(zhuǎn)的硬硫化、電解液分層、內(nèi)部短路和機(jī)械損傷等。

(責(zé)任編輯：王杰)

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