中科院和代爾夫特理工大學開發新方法 預測鈉離子電池原子結構
時間:2020-11-17 09:00來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
次
（圖片來源：tudelft）
鋰離子電池具有高能量密度和優異的性能，并廣泛應用于手機、筆記本電腦和電動汽車等應用。然而，商業上過于依賴一種電池也有不足之處，例如生產鋰離子電池時，必須使用鈷。但是，全球鈷資源有限，而且開采條件惡劣，對環境產生嚴重影響。德爾夫特大學的研究人員Marnix Wagemaker表示：“如果將來我們都轉向電動出行，我們也需要大量的鋰。”實際上鋰儲量也是有限的。
研究人員相信鈉離子電池富有發展潛力。理論上來說，鈉離子電池的性能不如鋰離子電池，但差距并不大。Wagemaker稱：“在實驗室規模上，鈉離子電池的能量密度只比鋰離子電池低20%到30%。對于可以經常充電的車輛來說，鈉離子電池可能成為很好的替代品。”此外，鈉離子電池也適合固定應用，例如家里的電源墻或儲存風能和太陽能的電池公園。從原材料方面看，鈉離子電池可以避免使用鈷，提供更好、更便宜的正極。
但是，鋰離子電池只使用有限數量的原材料和材料結構，而且最佳正極配方比較明確。對于鈉離子電池來說，情況并非如此。Wagemaker稱：“基于元素的精確組合，你最終會發現正極的原子結構存在細微的差別，這會對電池性能產生很大的影響。僅僅有幾個元素，結構上的可能性就這么多，即便是速度最快的超級計算機，也無法預測組合結果。因此，新材料的開發速度很慢。”
中國科學院和代爾夫特的研究人員找到了一種方法，可以預測理想的正極配方。在原子層面上，正極看起來很像三明治：由幾層組成，中間有離子。Wagemaker說：“起初來看，似乎離子的大小決定了原子結構。我們很快發現，這并不是唯一要素，起到關鍵作用的是離子的電荷分布。”
這一發現具有重要意義。因為離子大小與其電荷之間的比率，即所謂的“離子勢”，已知具有預測價值。Wagemaker說：“幾十年來，地質學領域一直通過這一關系，解釋為什么某些鐵氧化物比其他氧化物更易溶。”事實證明，這種關系在原子層面也有用。研究人員基于離子勢開發出簡單的配方。Wagemaker說：“我們可以根據這個配方，預測哪種原料選擇比例將得到哪種結構。該配方引導我們發現電極材料的各種可能性，以提供最佳性能。”
研究人員還設計新材料以測試其配方。Wagemaker說：“我們嘗試制造能量密度最高、充電速度非常快的正極，并獲得成功。就能量密度而言，我們已經達到可能的上限。”
這項研究集中在電池的正極部分。研究人員下一步將探討不同類型電池的電極和電解液等，并希望通過這項研究，加快開發下一代電池材料。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@www.astra-soft.com
猜你喜歡
-
中科院上海硅酸鹽研究所研制出聚合增強型的鋰氟轉換全固態電池
2021-05-06 09:50 -
查爾默斯理工大學制定鋰金屬電池充電和操作指南 降低短路風險
2021-01-26 09:01 -
固態電池也產氣？如何抑制？——中科院物理所固態電池最新成果
2020-04-07 10:30 -
中科院深圳先進技術研究院等研發出長循環穩定性鉀離子電池正極材料
2020-03-17 10:00 -
中科院理論物理所在鋰離子電池固體-電解液界面層特性研究中取得進展
2020-02-12 13:32 -
華東理工大學鈣鈦礦太陽能電池研究獲進展
2020-01-06 21:01 -
中科院大連化物所提出提升鋅基電池性能的新策略
2019-12-26 09:59 -
新材料大幅提高鋅溴液流電池效率
2019-10-22 10:59 -
中科院青島能源所開發出新型鋰鹽 用于下一代高能鋰電池領域
2019-08-02 10:30 -
中科院大連化物所成功實現用光和生物質制備氫氣和柴油
2019-06-18 09:40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
中科院上海硅酸鹽研究所研制出聚合增強型的鋰氟轉換全固態電池
2021-05-06 09:50 -
查爾默斯理工大學制定鋰金屬電池充電和操作指南 降低短路風險
2021-01-26 09:01 -
固態電池也產氣？如何抑制？——中科院物理所固態電池最新成果
2020-04-07 10:30 -
中科院理論物理所在鋰離子電池固體-電解液界面層特性研究中取得進展
2020-02-12 13:32 -
華東理工大學鈣鈦礦太陽能電池研究獲進展
2020-01-06 21:01 -
中科院大連化物所提出提升鋅基電池性能的新策略
2019-12-26 09:59 -
新材料大幅提高鋅溴液流電池效率
2019-10-22 10:59
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號