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高性能鋰電池未來已來尋找下一代電池的磷

時間:2020-08-09 15:40來源:微鋰電作者:綜合報道

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由于鋰離子電池具有改造電動汽車、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)家正在測試數(shù)千種不同的材料和方法。

然而，大多數(shù)人都會同意，用一種能量密度更高的材料來取代現(xiàn)今電池中使用的石墨陽極的重要性。

有許多方法可以實現(xiàn)這一點，鋰金屬和硅基陽極取得了重大進(jìn)展。

鋰離子儲能技術(shù)中的幾個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，也是美國阿貢國家實驗室科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究的焦點。

磷在充電過程中會“膨脹”到更大的體積，這一事實阻礙了它的發(fā)展，但它的其他特性使其成為了進(jìn)一步研究的一個有吸引力的選擇。

Argonne實驗室的化學(xué)家徐桂亮說：“磷具有非常高的能量容量。當(dāng)我們探索這種材料時，我們發(fā)現(xiàn)我們的陽極材料有一個非常高的初始庫倫效率，可超過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)合陽極，他們說這可以用于大規(guī)模生產(chǎn)。該陽極的初始庫侖效率(ICE)為91%，比容量約為2500毫安小時。

陽極與鎳鈷錳陰極集成在一個全電池中，Argonne說這為它的實用性提供了概念證明。

考慮到黑磷對于商業(yè)用途來說太過昂貴，該小組還使用更便宜(但傳導(dǎo)性更差)的紅磷制造陽極。

該陽極的性能數(shù)據(jù)沒有提供，但Argonne認(rèn)為陽極顯示“類似的穩(wěn)定性和高冰，具有非常高的實際容量。”

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用磷基陽極材料》中描述了這種設(shè)備。

該組織表示，他們的下一個目標(biāo)是研究大規(guī)模生產(chǎn)紅磷陽極的工藝。他們說:“我們正試圖啟動與行業(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商業(yè)化。”

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：電池高性能鋰電池磷

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