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高性能鋰電池未來(lái)已來(lái) 尋找下一代電池的磷
時(shí)間:2020-08-09 15:40來(lái)源:微鋰電 作者:綜合報(bào)道
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由于鋰離子電池具有改造電動(dòng)汽車、可再生能源和其他一系列產(chǎn)業(yè)的潛力，從鋰離子電池中榨取更多的電能是研究人員和商業(yè)開發(fā)商的大生意。世界各地的科學(xué)家正在測(cè)試數(shù)千種不同的材料和方法。
然而，大多數(shù)人都會(huì)同意，用一種能量密度更高的材料來(lái)取代現(xiàn)今電池中使用的石墨陽(yáng)極的重要性。
有許多方法可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，鋰金屬和硅基陽(yáng)極取得了重大進(jìn)展。
鋰離子儲(chǔ)能技術(shù)中的幾個(gè)新概念有可能極大地提高電池的能量容量。其中包括鋰金屬陽(yáng)極，這有可能將能量密度提高50％以上。
磷是另一種可能具有比石墨更高的能量容量的材料，也是美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究的焦點(diǎn)。
磷在充電過(guò)程中會(huì)“膨脹”到更大的體積，這一事實(shí)阻礙了它的發(fā)展，但它的其他特性使其成為了進(jìn)一步研究的一個(gè)有吸引力的選擇。
Argonne實(shí)驗(yàn)室的化學(xué)家徐桂亮說(shuō)：“磷具有非常高的能量容量。當(dāng)我們探索這種材料時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)我們的陽(yáng)極材料有一個(gè)非常高的初始庫(kù)倫效率，可超過(guò)90%。”
該小組使用鋼球研磨工藝制造了黑磷和導(dǎo)電碳的復(fù)合陽(yáng)極，他們說(shuō)這可以用于大規(guī)模生產(chǎn)。該陽(yáng)極的初始庫(kù)侖效率(ICE)為91%，比容量約為2500毫安小時(shí)。
陽(yáng)極與鎳鈷錳陰極集成在一個(gè)全電池中，Argonne說(shuō)這為它的實(shí)用性提供了概念證明。
考慮到黑磷對(duì)于商業(yè)用途來(lái)說(shuō)太過(guò)昂貴，該小組還使用更便宜(但傳導(dǎo)性更差)的紅磷制造陽(yáng)極。
該陽(yáng)極的性能數(shù)據(jù)沒(méi)有提供，但Argonne認(rèn)為陽(yáng)極顯示“類似的穩(wěn)定性和高冰，具有非常高的實(shí)際容量。”
研究人員在最近發(fā)表在《納米能源》上的《高能鋰離子電池的實(shí)用磷基陽(yáng)極材料》中描述了這種設(shè)備。
該組織表示，他們的下一個(gè)目標(biāo)是研究大規(guī)模生產(chǎn)紅磷陽(yáng)極的工藝。他們說(shuō):“我們正試圖啟動(dòng)與行業(yè)伙伴的合作，這樣我們就可以擴(kuò)大這種材料的規(guī)模，這樣它就可以在未來(lái)商業(yè)化。”
(責(zé)任編輯：子蕊)
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