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科學家研發新型鋰電池 充電速度是目前電池的10倍
文章來源:cnBeta.COM     點擊數: 次     更新時間:2021-12-28 14:39

 從手機到筆記本,從電動汽車到飛機,目前行業內廣泛使用鋰離子電池驅動。因此鋰電池的每次性能改進,對于世界都會產生廣泛的影響。這些改進有些是對替代材料進行試驗的漸進式進步,而一些則來自于對整個設備及其工作方式的重新構想。近日,荷蘭特文特大學研發出一款新型鋰離子電池,充電速度是目前電池的 10 倍。

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這很大程度上歸功于全新的陽極。特文特大學的科學家用一種叫做鈮酸鎳的材料制造了一個陽極。這種材料具有“開放和規則”"的晶體結構,具有相同的、重復的通道,使其成為離子傳輸的理想選擇。

當電池循環時,鋰離子在兩個電極之間來回移動,但并非所有的鋰離子都能完成旅程。這導致電化學上不活躍的鋰“islands”在兩個電極之間形成,并與電極斷開連接,這些團塊導致設備的存儲容量下降,甚至導致它起火。

這些穩定性問題來自于在充電過程中在鋰金屬陽極上形成的被稱為“枝晶”的針狀突起,導致電池的性能下降,失效甚至著火。李和他的同事試圖通過將電池的液體電解質換成一對固體電解質來克服這個問題,這對固體電解質以BLT式的三明治形式分層在一起,并在樹枝狀物形成時安全地控制和遏制它們。

該新型鋰電池采用的是鈮酸鎳(nickel niobate,NiNb2O6)作為材料。鈮酸鎳具有獨特的晶體結構,有相同且重復的離子傳輸信道。在材料制造方面,也不需要在無塵室內組裝。此外,鈮酸鎳比石墨更致密、體積能量密度更高,更有機會打造出更輕、更簡單的商業電池。

在測試中,該團隊發現它在1萬次循環后保留了82%的容量,而且最令人鼓舞的是,它所展示的電流密度有朝一日可以使電動汽車在20分鐘內完成充電。

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