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研究人員開(kāi)發(fā)新的電極材料以提高鋰電池的充電容量

時(shí)間:2020-04-19 14:30來(lái)源:科技報(bào)告與資訊作者:綜合報(bào)道

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日本的一組研究人員表示，鋰電池對(duì)包括電動(dòng)汽車在內(nèi)的許多應(yīng)用都具有廣闊的前景，但價(jià)格往往過(guò)高。橫濱國(guó)立大學(xué)教授Naoaki Yabuuchi領(lǐng)導(dǎo)的這個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新的電極材料，不僅可以使鋰電池更便宜，而且可以使壽命更長(zhǎng)，能量密度更高。研究結(jié)果已于3月25日在《Materials Today》上在線發(fā)布。

Yabuuchi認(rèn)為，許多研究人員已經(jīng)成功地改進(jìn)了電池保持電荷的能力，但還沒(méi)有改進(jìn)電池能夠以有用的方式分散的電荷量--例如為電動(dòng)汽車提供更長(zhǎng)的巡航時(shí)間。Yabuuchi說(shuō)：“ 需要更高能量密度的電極材料來(lái)推進(jìn)鋰離子電池并進(jìn)一步發(fā)展電動(dòng)汽車。我們的論文演示了用于此目的的新型電極材料。”

電池中的電極材料可幫助吸收所存儲(chǔ)的能量并將其放電以為電池中的任何能量供電。構(gòu)成電極的材料依賴于電子和鋰離子的交換，并極大地改變了電池工作的效率。在以前的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)鋰離子與錳，鈦和氧離子混合可為電子和鋰離子提供出色的輸入輸出，但交換速度太慢，無(wú)法在實(shí)際電池應(yīng)用中使用。

Yabuuchi和他的團(tuán)隊(duì)研究了這種化學(xué)組合，并決定將其與鋰，氧，錳和鈦離子的類似混合物配對(duì)，但也可以將其研磨成所需的粒徑。即使在室溫下，較小的納米級(jí)顆粒也可以更快，更輕松地穿過(guò)電極。

包含錳和鈦離子的納米級(jí)電極導(dǎo)致電子和鋰離子的交換更穩(wěn)定，電池能夠保持和分散比以前更多的電荷，同時(shí)仍保持更長(zhǎng)的使用壽命。

Yabuuchi說(shuō)：“鈦和錳都是豐富的元素，這意味著我們可以提高成本效益，而無(wú)需將鎳和鈷用于當(dāng)前的電動(dòng)汽車。”這一發(fā)現(xiàn)有助于降低電池成本，并增加諸如電動(dòng)汽車等的實(shí)際應(yīng)用。”

該團(tuán)隊(duì)后續(xù)將繼續(xù)研究如何通過(guò)化學(xué)成分和粒度優(yōu)化進(jìn)一步改善電極的可逆性。

Yabuuchi說(shuō)：“現(xiàn)在，我們正在與行業(yè)合作伙伴合作，將我們的電極材料用于實(shí)際應(yīng)用。我們的研究有可能減少對(duì)化石燃料的依賴，并在持久的高能電池的基礎(chǔ)上，基于可再生能源，在未來(lái)建立新能源社會(huì)。”

論文標(biāo)題為《Activation and stabilization mechanisms of anionic redox for Li storage applications: Joint experimental and theoretical study on Li2TiO3–LiMnO2 binary system》。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：鋰電池電極材料充電容量

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