在20世纪之交之后,可以说是世界上最伟大的发明家之一的爱迪生(Thomas Edison)提出了一种电池设计,他认为这将为美国的交通运输未来提供动力。几乎被人们遗忘了,这要归功于斯坦福大学的研究。
被称为爱迪生电池,它是一种经过精心审查的镍铁化学物质,并且是当今流行的可充电镍金属氢化物(NiMH)电池的早期祖先。尽管随着其他汽车化学方法的兴起,爱迪生电池(Edison Battery)在1970年代失宠了,但斯坦福大学的科学家却转而使用它,并相信它可以成为将电动汽车提升到新水平的关键。
爱迪生坚信电动汽车是交通运输的未来。他试图说服亨利·福特(Henry Ford)这个想法,他将汽油发动机描述为“ ..那几乎令人恐惧的uncertain不安。”即使采用爱迪生(Edison)的设计,当时的电池技术也严重不足以与内燃机竞争,并且由于汽油和柴油成为车辆的主要燃料而迅速失宠。
但是,电池并没有消失,爱迪生电池继续得到改进,由于其独特的性能而在其他应用中找到了使用寿命。被我们现在称为电容器和(今天)超级电容器取代的属性。您会发现,爱迪生电池的主要优势不是存储容量-与现在普遍使用的化学药品相比,镍铁严重不足。它的优点是充电和释放时间。它的充电速度几乎可以与电容器一样快,但是与电容器不同,爱迪生电池可以将电荷保持更长的时间。
事实上,爱迪生发明的镍铁化学物质如今仍在风力涡轮机,太阳能电池板和其他需要快速存储和释放能力的发电设备中得到普遍使用,如果电容器的功率超过一个,则其损耗不会很大。几分钟。随着时间的流逝,爱迪生的原始设计随着新技术的发展而得到改善。
访问Torque News主页以获取更多故事。在爱迪生的原始作品中,镍铁电池或多或少是铁和镍与导电碳的随机混合物。虽然可以控制这些物质的量,但如何将它们聚集在一起却没有。现在,使用纳米技术,碳可以制成具有蜂窝状的石墨烯片,并以特定的分子形状添加铁和镍。这种控制意味着电池密度更高,容量更大,电导率更高(这意味着更快的充电和释放)。
阳极有一层扁平的,原子厚的石墨烯,上面覆盖着铁,呈球形。阴极包含圆柱形的石墨烯(称为碳纳米管),并在其顶部以分层的扁平片状添加镍。与爱迪生的原始设计相比,此性能提高了约1,000倍。
另外,电池相对便宜,因为所有这些成分都容易获得并且易于使用。该方法是众所周知的,实际上已经在许多应用中使用,只是不一定要用于汽车电池。
斯坦福大学的研究人员在最新一期的《自然》杂志上提出的想法是,在日产Leaf等汽车上将小型爱迪生电池与大型锂离子电池耦合。通过将它们结合起来,研究人员认为,通过非常快速的充电(只需几分钟)就可以实现更短的距离,而锂离子所需的更长的充电时间则可以促进更长的距离。
例如,在距离约为70英里的Leaf中,如果其中20英里存储在Edison电池中,其余的存储在锂电池中,则在购物中心或便利店甚至加油站插入电源后即可快速充电-可以在三到四分钟内完成,将20英里的范围充满电池,让驾驶员回家-或只是扩大范围。
军事应用,工业用途等还有其他含义。任何需要快速充电和快速释放但需要比电容器更长的存储时间的东西都将从镍铁电池中受益。