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新一代金屬電池即將來臨?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月26日  

科學家們發明了“下一代金屬電池”,這種電池的續航時間是以往的兩倍,充電速度也比以往任何時候都快。


研究人員使用三維交聯聚合物海綿制作了這種電池。


科學家們說,這種新型電池可能比標準鋰電池安全得多。標準鋰電池存在“根本性問題”,會導致電池突然爆炸起火。


賓夕法尼亞州立大學(PennStateUniversity)機械工程教授、牽頭研究的DonghaiWang說,這個項目旨在開發下一代金屬電池。


“鋰金屬已經在電池中試用了幾十年,但有一些根本性問題阻礙了它們的發展。”


電池最簡單的形式是由三部分組成:正極、負極和電解質。


當電池充電時,鋰離子從正極被提取出來,通過晶體結構和電解質到達負極,并儲存在那里。


這個過程發生得越快,電池充電的速度就越快。


然而,當鋰離子電池快速充電時——就像電動汽車一樣——它們就會形成針狀結構。


這些針頭減少了電池的生命周期,并可能導致安全問題——包括火災或爆炸。


Wang博士說:“我們的方法是在金屬鋰界面上使用一種聚合物。”


該材料作為多孔海綿,不僅促進離子轉移,而且抑制惡化。


如何給電池充電?


電池最簡單的形式是由三部分組成:正極、負極和電解質。


當電池充電時,鋰離子從正極被提取出來,通過晶體結構和電解質到達負極,并儲存在那里。


這個過程發生得越快,電池充電的速度就越快。電池的材料可以嚴格限制這個速率。


石墨是一種常用的負極材料,因為它能很好地吸收正離子,并且具有很高的能量密度。


在尋找新的電極材料的過程中,研究人員通常會設法使這些微粒變小。


然而,用納米粒子制造一個實用的電池是很困難的,因為它會與電解液產生大量不必要的化學反應,所以電池壽命不會太長,而且制造成本也很高。


他說,這使得金屬鍍層沒有枝晶,即使在低溫和快速充電條件下也是如此。


研究人員稱,這項工作的實際應用可能使更強大、更穩定的金屬電池技術成為日常生活不可或缺的一部分。


Wang博士說:“在電動汽車中,它可以在需要充電之前增加行駛里程數百英里。”


“它還可能讓智能手機的電池壽命更長。”


“我們希望推動這些技術向前發展。有了這項工作,我相信我們可以將這些鋰金屬電池的生命周期延長一倍。”


關于新一代電池的研發努力一直在進行中。近日,據報道,韓國三家電池制造商,LG化學、三星SDI和SKInnovation,將聯手開發電池核心技術。


11月12日,三家企業簽署了關于建立電池基金的諒解備忘錄,將利用約合人民幣6.16億元建立基金,用于保障下一代電池技術安全。


該基金或將于明年一季度完成籌備,三家公司將共同投資研發項目,計劃在固態電池、鋰金屬電池和鋰硫電池領域進行研發,在支持下一代電池材料、工藝和設備開發的同時,進一步加速核心技術的早期商業化。


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