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研發(fā)中心的鉛基陽(yáng)極將鋰電池儲(chǔ)能能力提高一倍
日期:2021-02-18   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:dingyi 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
當(dāng)涉及到擴(kuò)展當(dāng)今鋰離子電池的功能時(shí),各種替代材料都擺在了桌面上,從鹽,到硅,再到微波塑料。由于在電池系統(tǒng)中的豐富性、低成本和熟悉性,鉛是一個(gè)具有足夠吸引力的選擇,科學(xué)家們剛剛證明了這種材料如何構(gòu)成一種新型鋰電池陽(yáng)極的基礎(chǔ),從而提供更大的存儲(chǔ)容量。

作為鋰電池中的兩個(gè)電極之一,陽(yáng)極在充電時(shí)裝載鋰離子,并在放電時(shí)釋放鋰離子。石墨是目前鋰電池陽(yáng)極的首選材料,而且作用很好,在數(shù)千次充電循環(huán)中都能保持穩(wěn)定。但科學(xué)家們希望看到一些改進(jìn)的地方是它們的存儲(chǔ)能力,對(duì)于阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),鉛的潛力很大。

由于鉛被廣泛用于鉛酸電池(最古老的可充電電池),因此有完善的鉛供應(yīng)鏈,以及在其壽命結(jié)束時(shí)回收材料的系統(tǒng)。這一點(diǎn),加上它的低成本和可獲得性,使得該團(tuán)隊(duì)嘗試在鋰離子電池中使用鉛基陽(yáng)極,并取得了一些有希望的早期結(jié)果。

該團(tuán)隊(duì)從大的氧化鉛顆粒開(kāi)始,將其與碳粉結(jié)合并搖晃數(shù)小時(shí)。這就看到它們轉(zhuǎn)化為更小的微觀顆粒,嵌入到碳基質(zhì)中,全部封裝在薄薄的氧化鉛外殼中。

隨后他們對(duì)這種新的陽(yáng)極材料在實(shí)驗(yàn)室的電池單元中進(jìn)行了測(cè)試,在100個(gè)充電周期中,它的儲(chǔ)能能力是傳統(tǒng)石墨陽(yáng)極的兩倍,并且證明在整個(gè)過(guò)程中非常穩(wěn)定。該團(tuán)隊(duì)能夠通過(guò)向承載電池電荷的電解質(zhì)溶液中添加氟乙烯碳酸酯來(lái)進(jìn)一步提升其性能。

"我們的發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了目前對(duì)這種類(lèi)型的電極材料的理解,"該項(xiàng)目的主要研究者Christopher Johnson說(shuō)。"我們的發(fā)現(xiàn)也為設(shè)計(jì)低成本、高性能的陽(yáng)極材料提供了令人振奮的意義,這些材料可用于運(yùn)輸和固定儲(chǔ)能,如電網(wǎng)的備用電源。"

該研究發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上。

 
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