鉅大LARGE | 點擊量：1132次 | 2018年04月16日
新技術(shù)發(fā)現(xiàn) 有望解決鈷材料電池所陷困境
“我們?yōu)?a href="http://huyanghm.com" class = "seo-anchor" data-anchorid=11 target="_blank">電池技術(shù)開辟了一個新的化學(xué)空間，”資深作家GerbrandCeder，伯克利材料科學(xué)與工程系教授說?！斑@是我們第一次有一個非常便宜的元件，可以在電池中進行大量的電子交換?！?/p>
這項研究將在4月12日的“自然”雜志上發(fā)表。這項工作是加州大學(xué)伯克利分校，伯克利實驗室，阿貢國家實驗室，麻省理工學(xué)院和加州大學(xué)圣克魯斯分校的科學(xué)家之間的合作。
在今天的鋰基電池中，鋰離子儲存在負(fù)極（帶負(fù)電的電極）中，它們是分層結(jié)構(gòu)。鈷對維持這種分層結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。當(dāng)電池充電時，鋰離子被從負(fù)極拉到電池單元的另一側(cè)，即正極。負(fù)極中沒有鋰離子有很大的空間。大多數(shù)金屬離子會涌入該空間，這將導(dǎo)致負(fù)極失去其結(jié)構(gòu)。但鈷是少數(shù)幾種不會移動的元素之一，對電池行業(yè)至關(guān)重要。
2014年，Ceder的實驗室發(fā)現(xiàn)了一種負(fù)極可以在沒有這些層的情況下保持高能量密度的方式，這種概念被稱為無序巖鹽。這項新研究表明，錳可以在這個概念內(nèi)發(fā)揮作用，這是遠離鈷依賴性的一個很有希望的一步，因為錳存在于泥土中，使其成為一種便宜的元素。
“為了解決鈷的資源問題，你必須擺脫負(fù)極的這種分層，”Ceder說。“無序的正極讓我們可以玩更多的元素周期表?！?/p>
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
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%
在這項新研究中，Ceder的實驗室展示了如何使用新技術(shù)從負(fù)極獲得大量容量?？茖W(xué)家利用一種稱為氟摻雜的工藝，將大量的錳納入負(fù)極。具有適當(dāng)電荷的更多的錳離子允許負(fù)極容納更多的鋰離子，從而增加電池的容量。
其他研究小組試圖使用氟摻雜負(fù)極，但尚未取得成功。Ceder說他的實驗室在無序結(jié)構(gòu)上的工作是他們成功的關(guān)鍵。
負(fù)極性能是以每單位重量的能量來衡量的，稱為每千克瓦時。無序錳負(fù)極每千克接近1000瓦時。典型的鋰離子負(fù)極在每千克500-700瓦時。
“在電池領(lǐng)域，這是一個超過傳統(tǒng)負(fù)極的巨大進步，”主要作者JinhyukLee說，他是研究期間Ceder實驗室的博士后研究員，現(xiàn)在是麻省理工學(xué)院的博士后。
該技術(shù)需要擴大規(guī)模并進行更多測試，以確定它是否可用于筆記本電腦或電動車等應(yīng)用。但Ceder表示，這項技術(shù)是否真正將其放入電池內(nèi)部并不重要;研究人員為負(fù)極設(shè)計開辟了新的可能性，這更為重要。
“你幾乎可以使用元素周期表中的任何元素，因為我們已經(jīng)證明負(fù)極不必分層，”Ceder說。“突然間我們有更多的化學(xué)自由，我認(rèn)為這就是真正的興奮之所在，因為現(xiàn)在我們可以對新負(fù)極進行探索?！?/p>
