研究人員開發新的電極材料以提高鋰電池的充電容量
時間:2020-04-19 14:30來源:科技報告與資訊 作者:綜合報道
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日本的一組研究人員表示，鋰電池對包括電動汽車在內的許多應用都具有廣闊的前景，但價格往往過高。橫濱國立大學教授Naoaki Yabuuchi領導的這個團隊開發了一種新的電極材料，不僅可以使鋰電池更便宜，而且可以使壽命更長，能量密度更高。研究結果已于3月25日在《Materials Today》上在線發布。
Yabuuchi認為，許多研究人員已經成功地改進了電池保持電荷的能力，但還沒有改進電池能夠以有用的方式分散的電荷量--例如為電動汽車提供更長的巡航時間。Yabuuchi說：“ 需要更高能量密度的電極材料來推進鋰離子電池并進一步發展電動汽車。我們的論文演示了用于此目的的新型電極材料。”
電池中的電極材料可幫助吸收所存儲的能量并將其放電以為電池中的任何能量供電。構成電極的材料依賴于電子和鋰離子的交換，并極大地改變了電池工作的效率。在以前的研究中，研究人員發現鋰離子與錳，鈦和氧離子混合可為電子和鋰離子提供出色的輸入輸出，但交換速度太慢，無法在實際電池應用中使用。
Yabuuchi和他的團隊研究了這種化學組合，并決定將其與鋰，氧，錳和鈦離子的類似混合物配對，但也可以將其研磨成所需的粒徑。即使在室溫下，較小的納米級顆粒也可以更快，更輕松地穿過電極。
包含錳和鈦離子的納米級電極導致電子和鋰離子的交換更穩定，電池能夠保持和分散比以前更多的電荷，同時仍保持更長的使用壽命。
Yabuuchi說：“鈦和錳都是豐富的元素，這意味著我們可以提高成本效益，而無需將鎳和鈷用于當前的電動汽車。”這一發現有助于降低電池成本，并增加諸如電動汽車等的實際應用。”
該團隊后續將繼續研究如何通過化學成分和粒度優化進一步改善電極的可逆性。
Yabuuchi說：“現在，我們正在與行業合作伙伴合作，將我們的電極材料用于實際應用。我們的研究有可能減少對化石燃料的依賴，并在持久的高能電池的基礎上，基于可再生能源，在未來建立新能源社會。”
論文標題為《Activation and stabilization mechanisms of anionic redox for Li storage applications: Joint experimental and theoretical study on Li2TiO3–LiMnO2 binary system》。
(責任編輯：子蕊)
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