浅谈新能源电池中纳米技术的应用.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 27 日 作者简介:张璐(1989),女,汉族,河南郑州人,硕士研究生学历,助教,研究方向为先进制造技术;刘亚茜(1992),女,汉族,河南焦作人,硕士研究生,焦作大学,助教,研究方向为异构网络、现代通信网等。-156-浅谈新能源电池中纳米技术的应用 张 璐 刘亚茜 焦作大学,河南 焦作 454000 摘要:摘要:在市场经济体制健全中,国民经济稳定增长,人民群众生活品质提升,增大对汽车的需求,为汽车行业发展带来了良好的机遇。但是,以传统燃料为主的汽车,既会消耗大量不可再生资源,也会对环境带来严重的污染。为解决该问题,新能源汽车产生
2、,而电池是保障新能源汽车性能发挥的重要影响因素。为更好增强新能源电池的性能,应当对纳米技术进行高效运用,以此推动新能源汽车行业的可持续发展。本文就新能源电池中纳米技术的应用进行探讨,以期为相关学者带来一定参考。关键词:关键词:新能源电池;纳米技术;锂离子电池;钠离子电池;固态电池 中图分类号:中图分类号:TM914 纳米技术是现代科学技术的重要组成部分,对多个行业带来深远影响1。当前,新能源汽车能够降低资源消耗、实现环境效益等优势,开始受到各个国家和社会公众的高度重视,促使新能源汽车市场需求量逐年增长。基于这种情况,使用新能源的人数增加,其对性能更加重视,就需要重点关注性能需求2。而电池对新能
3、源汽车性能产生重大影响,应当结合具体使用情况,对电池研发过程进行调整优化,加强纳米技术的合理使用,进一步提升新能源电池的性能,保障新能源汽车的安全稳定运行,以此实现新能源汽车行业的高质量发展。1 纳米技术概述 纳米技术主要研究纳米物质的应用方法。纳米尺度指的是尺寸为纳米量级的材料或结构,而纳米技术主要用于对物质在纳米尺度下的独特性质、行为和性能进行探索、理解和利用3。基于纳米尺度的影响中,其体现出多样化的性质。一方面,该类材料体积不大,并且受到自选等量子行为的限制,造成在光学、磁学等多个方面呈现出差异性变化。另一方面,这类材料和其他微观材料比较,有着非常大的表面积,与环境产生的作用更强,也会造
4、成反应效率、催化性等出现重大变化。此外,纳米尺度体现的约束性,直接对材料的结构、稳定性等带来深度影响,造成材料具有新的结构和形态特点4。从具体使用层面而言,纳米技术可以对各类物质进行准确管控,也能对物质进行一定的调整,通过改变原子或者分子的分布规律,也对原本的作用过程改变,实现材料结构和性能的有效管控。一般情况下,这种材料会与其他材料进行融合,呈现集成化、多功能等特点,增大纳米材料的使用范围。并且,纳米技术并不是单学科技术,而是对多种学科知识的融合,充分发挥物理、生物等学科的知识对现实问题进行解决。基于这种情况,纳米技术既可以对一种纳米结构研究,也可以对多种结构进行研究,促使其具有强大的灵活性
5、。现阶段纳米技术从产生开始后,运用到诸多领域,推动了技术革新,实现了多个行业的高速发展。当前,纳米技术为多个学科研究提供了理论及实践基础,促使更多现实问题得到处理。基于纳米技术的有效支撑,能够对材料性能进行很好提升,也增强系统的稳定性5。而且,纳米技术在使用过程中,增强了相关产品的质量,降低企业的生产成本,推动社会经济的发展。如果从环境保护层面而言,纳米技术也是可以发挥出非常大的作用,因其本身具有环境友好型特点,满足环保相关的要求。如,纳米催化剂在使用后,反应速度提升,也降低资源的使用数量,从而对碳排放进行有效控制。2 新能源电池发展现状及价值分析 当前,在生态文明强国、双碳战略等支持下,新能
6、源汽车行业得到高速发展。在该类汽车研发中,电池是非常重要,直接关系到汽车性能的稳定性。基于这种情况,我国汽车电池研究主要体现在三个层面。(1)锂离子电池。如果从该方面分析,我国现有中国科技期刊数据库 工业 A-157-研究取得成果很多,可以满足大规模使用和生产的需求,也增强电池的能量密度,延长了电池使用时间,进一步保障电池使用的安全性。(2)钠离子电池。该类电池有着非常好的稳定性、生产成本不高、安全系数好,是现代储能行业发展的主要趋势。现阶段我国在该方面的研究很多,也形成了较为完整的产业体系。(3)固态电池。这种电池和其他电池种类不同,其能量密度非常高、充放电速度快、安全系数好。在固态电池研究
7、中,我国主要发挥纳米技术的作用,并且可以延长电池的传输效率,确保电池可以使用更长时间。从新能源汽车电池研发层面分析,通过对纳米技术的充分融合,发挥纳米材料的结构特点,可以进一步提升电池的性能。一方面,纳米尺度本身有着很强的结构调整功能,对电池导电性带来重大影响,也延长了离子传输效率,从而让电池可以使用更长时间。而且,在纳米技术的支持下,电池原本的结构得到优化,其动力学特点也非常显著,逐步增强电池使用的稳定性。在这种情况中,纳米尺度所具有的界面工程,可以对电池原本的电阻进行降低,也增加充放电效率,从而让电池使用时间延长。另一方面,通过纳米技术的使用,对新能源汽车电池功能进一步增多。如,融入纳米传
8、感器,对电池使用情况进行实时监测,可以降低安全事故的产生概率。此外,通过对纳米技术的合理使用,推动了电池稳定性和安全性的研究进程。并且,充分发挥纳米材料的优势,进一步增强电池的安全等级,以此保障新能源汽车的使用安全。3 新能源电池中纳米技术应用中存在的问题 3.1 缺乏有效制备方法,增加生产成本 在新能源电池研发中,对纳米技术进行了深度融入,但是需要对制备方法和应用成本进行重点关注,其直接关系到企业的经济效益。基于纳米材料所具有大小和形态对电池性能带来重大影响,就需要利用更加高效安全的方式对其进行制备。如果没有对纳米材料进行合理控制,很大程度上出现质量问题,最终影响到新能源电池的安全使用。然而
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