#梦幻西游##梦幻西游[超话]# 难民级104龙宫玩家日常记录10.14
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固态电池重大突破:能量密度约为特斯拉4680电池两倍

近日,美国航空航天局(NASA)表示其研发的航空用固态电池取得了重大突破。

NASA在其官方网站介绍,NASA目前所研发成功的固态电池的能量密度达到了500Wh/kg,几乎是目前最好的电动汽车电池能量密度的两倍——特斯拉公司的4680锂电池的能量密度约为300Wh/kg。

2021年4月,NASA宣布其改进固态电池充电效率和安全性项目(eSolid-stateArchitectureBatteriesforEnhancedRechargeabilityandSafety,“SABERS”)部门将为电动飞机研发固态电池,相较于现有的液态电解质锂离子电池,其具有更高能量密度,电池体积更小,受到冲击后能够继续使用,起火风险也会更低。

据了解,NASA的固态电池为硫硒电池,其电解质材料利用廉价并易获得的硫,电池还利用了NASA此前研发的“多孔石墨烯”材料,导电性好,质量也较轻。由于固态锂电池没有液体电解液,因此降低了液体起火爆炸风险。

此外,在电池的封装上,与普通锂离子电池单个封装不同,NASA的固态电池在单个外壳内将电芯堆叠在一起,这种方法使得电池重量减少了30%-40%。

“SABERS对电池的新材料进行了试验,这些材料在放电方面取得了显著进展。在过去的一年里,该团队成功地将电池的放电率提高了10倍,其后又提高了5倍,使研究人员距离为大型车辆提供动力的目标更近了一步。”NASA在其新闻稿中表示。

据介绍,电动飞机和NASA的先进空中机动项目将是新电池技术的主要受益者。

站上风口的固态电池

无独有偶,最近,另外一则关于固态电池的消息也引发了公众广泛关注。

据国内多家媒体报道,来自哈佛大学的华人教授李鑫与其学生叶露涵,研发的新型固态电池可重复使用1万次,充电速度最快3分钟,相较而言,目前最好的固态电池循环次数为2000—3000次。

两人于2021年5月发表在《自然》(www.nature.com)杂志上的相关论文介绍了这种新型固态电池的原理。研究者在论文中表示,其制备了一种具有界面稳定性的多层结构锂金属固态电池,从而实现了在超高电流密度下稳定循环且抑制枝晶渗透现象。

电池多层设计特点在于将不稳定的电解质夹在稳定的固态电解质之间,构成了“三明治”结构,且通过在不稳定的电解质层中实现裂纹良好的局部分解,抑制了任何锂枝晶的生长。

据上图所示,从左到右,“三明治”电池结构分布为锂金属负极→石墨→LPSCI→LGPS→LPSCI→单晶LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2(镍锰钴811)正极。石墨介于锂金属负极和第一层固态电解质之间,主要用于隔热。

据论文描述,夹在两边的第一层固态电解质为Li5.5PS4.5Cl1.5(LPSCI),特点在于对锂金属表现较为稳定,但容易发生锂枝晶穿透。它的存在能够稳定锂金属和石墨层的主要界面,并降低整体过电位。

夹在中间的第二层电解质为Li10Ge1P2S12(LGPS),对锂金属的稳定性较差,但不易发生锂枝晶穿透。中间的电解质可换成Li9.54Si1.74(P0.9Sb0.1)1.44S11.7Cl0.3(LSPS),也能获得类似的性能表现。

锂枝晶可以穿过石墨和第一层电解质,但到达第二层电解质时被拦截。通常的锂金属固态电池反复多次充放电,陶瓷颗粒中会频繁产生微米或亚微米级裂纹。裂纹一旦形成,锂枝晶穿透及短路现象就难以避免。“三明治”中间的这层固态电解质,让锂枝晶无法刺穿整个电池,从而避免了电池正负极发生短路甚至起火。

不仅在安全性上得以提升,该技术以锂金属作为负极,LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2作为正极构成展现了优异的循环性能。其在1.5C(0.64mAcm-2)和20C(8.6mAcm-2)的放电倍率条件下,循环2000次和10000次之后,容量保持率达到81.3%和82%。此外,电池的微米级正极材料能够实现110.6千瓦/千克的比功率和高达631.1瓦时/千克的比能量。

为了进一步推进对固态电池的研究,两名研究者已经成立了一家电池初创公司——AddenEnergy,叶露涵担任首席技术官。据报道,今年,AddenEnergy融资515万美元(约3570万元人民币)。

固态电池上车有何之难?

放眼全球,固态电池并不是一个全新的产物。传统的液态锂电池中,锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中,电池完成充放电过程。固态电池的原理与之相同,只不过其电解质为固态。

早在2017年,总部设在加州安纳海姆的美国电动汽车公司Fisker发布了一项固态电池专利,充电1分钟,续航800公里。创始人HenrikFisker表示,该公司的固态电池会在2023年量产,价格只有传统锂电池的三分之一。然而2021年,HenrikFisker表示,已彻底放弃固态电池计划。

目前,全球范围内唯一实现动力固态电池商业化的是法国博洛雷集团(BolloreGroup)。2011年10月,博洛雷集团开始在其自主研发的电动汽车“Bluecar”和电动巴士“Bluebus”上搭载由BatScap制造的固态电池,共投入2900辆电动车。但这款固态电池包的容量只有30KWh,能量密度仅有110Wh/kg。

在业内人士看来,固态锂电池的产业化,从技术层面来看,依然存在不小的挑战。

首先是固态电解质的离子电导率较低,特别是在低温环境中。其次是电极—电解质的固固界面处的界面电阻大。此外,固态电池采用的预锂化硅碳负极或未来的金属锂负极、高镍正极、固态电解质等新材料,完全颠覆当前的液态锂电池体系,生产成本远高于目前对应的材料,降本之路极其艰巨漫长。

据了解,目前固态电解质材料有三种主流体系:聚合物,例如将六氟磷酸锂掺杂到PEO中;氧化物,如锂钢锆氧化物(LLZO),NASICON等;和硫化物,如LPSX(X=Cl,Br,I)。

这三种材料路线中,聚合物体系的优点是高温离子电导率高,方便加工。但它在室温下离子电导率极低,制约了其发展。例如法国博洛雷牌固态电池就选用了聚合物体系,为了让电动车能在室温下正常工作,博洛雷集团特意为每辆车配载了加热器,发动前将电池系统升温至60℃至80℃。

而氧化物体系的优点是综合性能佳,但电极之间的界面电阻高于聚合物体系。其中薄膜型产品对工艺技术要求苛刻,成本与规模化生产难度很大。非薄膜型产品是目前最可靠的电动汽车电池解决方案。

硫化物体系的优点是离子电导率堪比液态电解质,这也是日韩公司丰田、本田、三星和中国电池巨头宁德时代选择的技术路线。但硫化物体系的开发进度处于最初级,生产环境限制和安全问题是最大的阻碍,无法商业化量产的风险也最高。

尽管难度重重,然而,在追求未来锂电池能量密度和安全性的道路上,固态电池仍然被寄予了厚望。据了解,目前,全球范围内约有50多家制造企业、初创公司和高校科研院所在致力于固态电池技术的推进。

欧美方面,宝马集团2022年向总部位于美国科罗拉多州的固态电池初创公司SolidPower投资了1.3亿美元,计划2025年前推出搭载固态电池的原型车,2030年前实现量产。

梅赛德斯-奔驰公司今年与美国马萨诸塞州固态电池创业公司FactorialEnergy达成了战略协议,将对其投资约10亿美元金额支持固态电池研发,并于2022年开始测试原型车,五年内实现小批量产。

大众集团在2018年向位于美国硅谷的固态电池初创公司公司QuantumScape注资1亿美元,2020年又追加2亿美元。今年,大众集团宣布会在2025年在其电动车辆上使用固态电池。

日韩方面,丰田公司在2008年就与固态锂电池创企伊利卡(Ilika)展开了合作,其计划在2025年推出采用固态电池的混合动力汽车。三菱、日产、松下等企业也都加速了固态电池布局。据了解,目前丰田公司拥有固态电池全球相关专利1331项,居全球第一,松下272项位居第二。

国内方面,蔚来汽车在去年1月9日的NioDay上发布锂能量密度为150Wh/kg的固态电池,其计划2022年第四季度实现量产。宁德时代方面此前表示,公司第一代固态锂电池的能量与目前的锂离子电池大致相同,预计2025年推出,第二代固态电池有望在2030年后推出。除此之外,孚能科技、蜂巢能源、赣锋锂业等国内企业也都宣布了固态电池的布局。

果粉灵魂发问:买iPhone 14还是13 Pro?读懂这三点就有答案了​:

最近iPhone14首销破发的话题吸引了很多网友的关注,也引起了热议,为何今年的14标准版不吃香了?它还值得买吗?

每年在新旧iPhone的交替之际,该买新还是买旧,都是不少消费者纠结的问题。比如当下,就有很多果粉纠结在预算有限的情况下,是选择买最新的iPhone 14,还是入手iPhone13 Pro呢?

数码圈的俗话是“买新不买旧”,但事实真的如此吗?目前,iPhone 14已经开售,而去年发布的iPhone13 Pro也已经降价了,下面我们就具体问题具体分析,详细剖析两款手机的优缺点,看看怎么选。

iPhone 14外观屏幕没变化,影像、芯片小升级
从参数上可以看到,入门级别的iPhone 14在主要的配置上依然延续了苹果这两年的作风,升级点全在Pro版身上,保准版将上一代iPhone Pro系列的一部分配置进行下放,整体优势其实并不大,难怪被网友吐槽“极致挤牙膏”。

1、性能大升级,但感知不强
相比较于上一代的iPhone 13,iPhone 14主要的升级点在于得到了和iPhone 13 Pro一致的满血版A15芯片以及6GB的运行内存,摄像头方面主摄则是获得了来自iPhone 13 Pro规格的CMOS。因此在性能方面, 14的实力会更好,不过对于苹果手机来讲,这点升级其实感知不大,毕竟A仿生芯都性能过剩多久了。

2、影像实力提升
感知比较强的就是iPhone 14的影像升级,虽然还是两颗1200万像素的后置双摄组合,不过光圈值有些变化--14的光圈为f/1.5,13是f/1.6,大家都支持2倍光变、原彩闪光灯和深度融合技术、夜景模式等,另外还增加了一个光像引擎的支持,可以进一步提升暗光情况下的拍摄表现,从而让它的暗光拍摄更有质感、拍得更加清晰的意思。

不过这样的影像实力跟iPhone 13 Pro比,还是差很远,毕竟13 Pro作为高端系列,还多了一个长焦镜头,不管是视频拍摄还是人像拍摄上,都有更好的表现。

3、屏幕、外观没变化,诚意确实不足
屏幕规格上来看,iPhone 14搭载了6.1英寸的超视网膜XDR显示屏,分辨率为2532x1170,支持HDR显示、支持原彩显示、P3广色域以及2000000:1的对比度,和13在屏幕参数上没有变化。对比之下iPhone 13 Pro拥有的120Hz ProMotion 自适应刷新率技术,流畅度上更胜一筹。

从外观设计来看,iPhone 14与13系列基本一致,都是刘海全面屏的设计,后置摄像头模组也没有明显的改变,只不过14的颜色有了些许变化,感觉好像更淡雅了一下,而13系列配色上比较浓重一些。

从苹果对iPhone 14的升级迭代来看,这次并没有对它大刀阔斧的改变,硬件甚至还是A15芯片、续航没提升多少,功能新增加了车祸检测和卫星通信功能等(国内用户目前不能用),拍照专注于提升弱光环境的拍摄,亮点在于它将提供了运动模式支持,但这些都是iPhone13 Pro上玩剩下的。

至于价格方面,iPhone14和13起售128G版都是5999元起步,不过256G版涨价100,512G版涨价300,总体来讲价格稍涨。

简单来说,iPhone 14这次懒到外观都不变了,除了运存升级、影像稍改之外,某些规格的价格还涨了。

购买建议
总的来说,在iPhone14和iPhone 13 Pro之间,我会选择13 Pro。

个人认为今年的iPhone14阉割确实太明显了,连处理器都没有变,除了运行内存之外,几乎没有明显提升,难怪在首销当天会破发,确实槽点很多,亮点很少。而iPhone 13 Pro不管是屏幕还是影像都更强,在产品实力上要更加优秀。

所以对于想买新iPhone的朋友,如果你想购买一部主力机,买iPhone14还不如直接加钱买14 Pro,不说A16和炫酷的灵动岛,单单一个4800万主摄就比上一代尺寸增大了65%,影像升级相当明显。

如果比较在意预算的话,与其花5999买iPhone14,不如加几百买iPhone 13 Pro更值。因为iPhone 14相比较于13的提升主要在内存、影像,芯片大家是用的一样的,所以整体来看iPhone 14更像是iPhone 13S,虽然给到了6GB的运行内存,但是对比13 Pro不仅少了一颗长焦镜头,屏幕也只是60Hz,综合实力差很多。

不过需要注意,目前iPhone13 Pro已经发布了一年,还用原价入手就太傻了,不少第三方平台都会有补贴价,比如某平台当下256GB的13 Pro只要7609,128GB只要6969就可入手,跟iPhone14差价不到1K,比原价亲民。当然,如果你真的觉得iPhone 14也还不错,那选个续航时间更好的iPhone 14 Plus也是不错的!


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