當前位置: 電池聯(lián)盟網 > 前沿 >
杜克大學發(fā)現(xiàn)新的電解質材料 助力開發(fā)固態(tài)電池
時間:2023-05-29 08:52來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
次
據外媒報道，杜克大學（Duke University）的研究團隊及其合作者發(fā)現(xiàn)了硫銀鍺礦（argyrodites）化合物的原子機制，使其成為固態(tài)電池電解質和熱電能量轉換器的有吸引力選項。
（圖片來源：杜克大學）
這些發(fā)現(xiàn)及制造材料使用的機器學習方法，或將推動實現(xiàn)家用電池墻和快充電動汽車等儲能應用新時代。
杜克大學機械工程和材料科學副教授Olivier Delaire表示：“這是一個以前從未被破解的難題，因為這些材料的各個構成部分都很大且復雜。研究人員已從原子層面梳理出相關機制，使這類材料成為固態(tài)電池創(chuàng)新領域的熱門話題。”
目前使用的鋰離子電池大多采用電解液。然而，由于電池效率相對較低，而且電解液存在起火和爆炸的可能性，遠非理想的解決方案。理論上來說，固態(tài)電池更加安全、更穩(wěn)定、能量密度更高。其中一個主要競爭選項依賴于一類稱為硫銀鍺礦的化合物。這些化合物由穩(wěn)定的晶體框架構成，該晶體框架由兩種元素組成，第三種元素可以在化學結構中自由移動。雖然銀、鍺和硫等元素為天然存在，但總體框架具有足夠的靈活性，研究人員可以創(chuàng)建各種組合。
在這項研究中，該團隊研究一種由銀、錫和硒（Ag8SnSe6）制成的富有前景的候選材料。研究人員結合使用中子和X射線，將這些極快移動的粒子從Ag8SnSe6樣品的原子中彈開，以實時揭示其分子行為。研究人員Mayanak Gupta還開發(fā)了一種機器學習方法來理解數(shù)據，并創(chuàng)建了一個計算模型，以匹配使用第一性原理的量子力學模擬觀測結果。
結果表明，錫和硒原子創(chuàng)造了一個相對穩(wěn)定的支架，但遠非靜態(tài)。晶體結構不斷地彎曲，為帶電銀離子創(chuàng)造了窗口和通道，使其可在材料中自由移動。換句話說，錫和硒晶格保持固態(tài)，而銀晶格幾乎處于液態(tài)。Delaire表示：“銀原子有點像彈珠，在很淺的井底四處移動并發(fā)出嘎嘎聲，似乎晶體支架不堅固。這種材料具有介于液態(tài)和固態(tài)之間的雙重性，是最令人驚訝的地方。”
或許更重要的是，借助于將先進的實驗光譜與機器學習相結合的方法，研究人員有可能在許多關鍵應用中加快取代鋰離子電池。據介紹，這只是系列研究項目之一，這些項目旨在研究由不同配方組成的各種富有前景的硫銀鍺礦化合物。考慮到用于電動汽車電池的潛力，該團隊尤其關注一種用鋰取代銀的組合。
Delaire表示：“很多材料有助于在電池中實現(xiàn)非常快的傳導，同時也是熱電轉換器的良好隔熱體。因此，研究人員正在系統(tǒng)研究該化合物家族。這項研究為相關機器學習方法提供了基準，在短短幾年內使模擬這些材料的能力取得了巨大進步。這將有助于以虛擬方式快速模擬新化合物，以找到最佳化合物配方。”
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯(lián)系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.69gh.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯(lián)系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.69gh.com
猜你喜歡
-
萊斯大學開發(fā)出新方法 提高鋰電池壽命和效率
2023-05-18 09:47 -
浦項科技大學開發(fā)出選擇性催化劑 可抑制汽車燃料電池腐蝕
2023-05-16 09:35 -
高能量密度的鋰硫電池有望用于電池產品和電動車等領域
2023-05-14 08:51 -
助力全固態(tài)鋰電池研發(fā)，中科大團隊固態(tài)電解質新發(fā)現(xiàn)
2023-04-27 11:33 -
克萊姆森大學為鋰硫電池中的量子效應提供新見解
2023-04-19 09:23 -
韓國延世大學：研究改性隔膜在抑制鋰硫電池“穿梭效應”的原理
2023-04-12 08:42 -
奧爾巴尼州立大學創(chuàng)新可替代LiPF6可量產的新型“弱配位結構鋰鹽”
2023-04-04 09:10 -
新發(fā)現(xiàn)！鋰電新回收方法可以回收超96%的鈷
2023-03-15 09:00 -
香港大學開發(fā)新方法 制備更高效、安全的鋰電池
2023-03-13 08:50 -
新發(fā)現(xiàn)！簡單技術量化鋰離子電池析鋰和快充
2023-03-10 08:39
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
萊斯大學開發(fā)出新方法 提高鋰電池壽命和效率
2023-05-18 09:47 -
浦項科技大學開發(fā)出選擇性催化劑 可抑制汽車燃料電池腐蝕
2023-05-16 09:35 -
高能量密度的鋰硫電池有望用于電池產品和電動車等領域
2023-05-14 08:51 -
助力全固態(tài)鋰電池研發(fā)，中科大團隊固態(tài)電解質新發(fā)現(xiàn)
2023-04-27 11:33 -
克萊姆森大學為鋰硫電池中的量子效應提供新見解
2023-04-19 09:23 -
韓國延世大學：研究改性隔膜在抑制鋰硫電池“穿梭效應”的原理
2023-04-12 08:42 -
奧爾巴尼州立大學創(chuàng)新可替代LiPF6可量產的新型“弱配位結構鋰鹽”
2023-04-04 09:10 -
新發(fā)現(xiàn)！鋰電新回收方法可以回收超96%的鈷
2023-03-15 09:00
本月熱點
-
總投資201億元，桐鄉(xiāng)時代鋰電材料項目開工
2023-05-20 14:01 -
動力電池企業(yè)正在丟掉技術幻想
2023-05-21 10:31 -
氫燃料電池“獨角獸”沖刺港交所，市值超70億
2023-05-24 09:30 -
鈉離子電池不香了？
2023-05-19 10:04 -
電池圈里，沒有共同富裕
2023-05-17 09:20 -
珠海冠宇被判賠償1000萬！
2023-05-17 10:24 -
不起火爆炸 贛鋒鋰業(yè)固態(tài)電池已量產：二代續(xù)航超1000公里
2023-05-23 09:33 -
固態(tài)電池遭遇全球難產，鋰電「圣杯」恐怕只是一場夢
2023-05-06 09:13
企業(yè)微信號
微信公眾號