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以鈉和鉀為基礎(chǔ)的電池有望成為鋰離子電池潛在替代品

鉅大LARGE  |  點擊量:673次  |  2021年11月08日  

近日,據(jù)美國媒體報道,從單次充電就能行駛數(shù)百英里的電動汽車,到與汽油鋸相同威力巨大的鏈鋸,每年都有利用電池技術(shù)最新進步的新產(chǎn)品進入市場。但這種上升勢頭導致人們擔心,世界上的鋰供應可能最終會耗盡。鋰這種金屬是許多新型充電電池的核心材料。報道稱,現(xiàn)在,佐治亞理工學院的研究人員發(fā)現(xiàn)了表明以鈉和鉀為基礎(chǔ)的電池有望成為鋰離子電池之潛在替代品的新證據(jù)。


喬治˙W˙伍德拉夫機械工程學院以及材料科學和工程學院的助理教授馬修˙麥克道爾說:“鈉離子和鉀離子電池的最大障礙之一是,與其他電池相比,它們的衰減和老化速度往往較快,而儲存的能量較少。但我們發(fā)現(xiàn),情況并非始終如此?!眻蟮婪Q,研究團隊研究了三種不同的離子鋰、鈉和鉀是如何與硫化鐵顆粒發(fā)生反應的。這項研究得到美國國家科學基金會和能源部資助,相關(guān)論文于六月十九日發(fā)表在《焦耳》雜志上。


在電池充電和放電時,離子會不斷與構(gòu)成電池電極的顆粒發(fā)生反應,并穿透這些顆粒。這一反應過程會導致電極顆粒發(fā)生大量變化,通常會將它們粉碎成細微顆粒。由于鈉離子和鉀離子大于鋰離子,所以傳統(tǒng)上人們認為,它們在與顆粒發(fā)生反應時會導致更嚴重的老化。


報道稱,在實驗中,他們在電子顯微鏡下直接觀察電池內(nèi)發(fā)生的反應,其中硫化鐵顆粒發(fā)揮電池電極的用途。研究人員發(fā)現(xiàn),與鈉離子和鉀離子發(fā)生反應的硫化鐵比與鋰離子發(fā)生反應的硫化鐵更為穩(wěn)定,表明以鈉或鉀為基礎(chǔ)的電池壽命可能比預期的要長得多。


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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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