科學家發現氟有可能替代鋰 用于可充電電池
時間:2020-12-15 09:04來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
次
（圖片來源：wustl）
隨著現代技術（尤其是電動汽車）越來越多地使用可充電電池，研究人員一直在尋找鋰離子替代材料，以用于可充電電池。據外媒報道，圣路易斯華盛頓大學麥凱維工程學院（McKelvey School of Engineering）的材料科學家們，在氟中發現一種潛在的鋰替代品。氟是一種儲量相對豐富的輕質元素。
有趣的是，氟離子與鋰離子正好相反，對電子的吸引力最強，很容易發生電化學反應。日本的研究人員也在進行測試，在汽車中將氟離子電池作為鋰離子電池的可能替代品。據介紹，使用這些電池，可以使電動汽車單次充電運行1000公里。然而，現有氟離子電池的循環性能較差，經過充放電循環過程，往往會迅速降解。
研究人員Steven Hartman和Rohan Mishra采用新方法設計氟離子電池。他們發現兩種材料，很容易獲得或失去氟離子，在實現良好循環性的同時結構變化很小。機械工程和材料科學系的助理教授Mishra表示，這些新電池材料均為層狀電子化合物。
電子化合物是一種相對較新的材料，可以像普通金屬一樣傳導電子，但與金屬中的“電子海”不同（金屬中的電子分散在整個晶體中），在電子化合物中，電子駐留在晶體結構中的特定間隙位置，這有點類似于離子。Mishra表示：“根據我們的預測，氟離子可以很容易地取代這些間隙電子，而不會導致晶體結構發生明顯變形，從而實現可循環性。此外，由于層狀電子化合物的結構相對開放，氟離子可以輕松地移動或擴散。”
材料科學與工程學院的校友Hartman利用量子力學計算方法，對數十個潛在電池候選項進行測試。通過計算機化測試，將氟化物引入層狀電子化合物氮化二鈣鈣和次碳化釔的間隙中，使其儲能能力接近鋰離子電池。以氮化二鈣為例，它由相對豐富的元素組成，有助于克服目前鋰離子電池存在的供應不足問題。
Hartman與Mishra團隊就彼此的研究工作進行比照，后者利用機器學習“大數據”技術來篩選數千種候選項。Hartman表示：“原則上，你可以通過在常規電極中大量加入氟離子來提高電荷儲量。然而，實際上這些理論容量很難控制。當我們往常規電極中加入氟化物時，它們會在充放電時急劇膨脹和收縮，有可能導致破裂和失去電接觸。”
對于制造耐用的氟化物電池而言，盡可能減少體積和形狀變化至關重要。Hartman表示：“據我們推測，在層狀電子化合物材料中，添加和去除氟離子可以使結構發生明顯較小的結構變化，有助于延長循環壽命。”
Mishra的實驗室正在尋求與其他研究人員合作，以合成本項研究發現的電子化合物，并在原型電池中進行測試。
(責任編輯：子蕊)
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：[email protected]
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：[email protected]
猜你喜歡
-
德國新研究發現：固態電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩定
2021-06-09 09:09 -
哈佛科學家研發“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
科學家開發有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
重大突破！美國科學家研發3D鋁電極 為低成本環保電池鋪平道路
2021-04-08 09:40 -
MIT發現新電解質 電池能量密度或達到420瓦時/公斤
2021-04-01 11:21 -
日本科學家開發新技術解決鋰電池最大問題
2021-03-11 10:44 -
研究發現新型共聚物粘合劑 可延長鋰離子電池的使用壽命
2021-03-10 08:41 -
科學家發現新聚合物材料 可防止鋰電池起火
2021-03-08 08:38 -
研究人員獲得富鋰電池陰極新發現 有助于提高電動汽車續航里程
2021-03-04 08:28 -
極低氣溫下鋰電池趴窩？科學家提出新解決方案
2021-03-03 09:17
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
德國新研究發現：固態電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩定
2021-06-09 09:09 -
哈佛科學家研發“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
科學家開發有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
重大突破！美國科學家研發3D鋁電極 為低成本環保電池鋪平道路
2021-04-08 09:40 -
MIT發現新電解質 電池能量密度或達到420瓦時/公斤
2021-04-01 11:21 -
日本科學家開發新技術解決鋰電池最大問題
2021-03-11 10:44 -
研究發現新型共聚物粘合劑 可延長鋰離子電池的使用壽命
2021-03-10 08:41 -
科學家發現新聚合物材料 可防止鋰電池起火
2021-03-08 08:38
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