劍橋大學(xué)研制新型鋰電池材料 讓快充更加安全
劍橋大學(xué)的研究人員確定了一組可用于制造更高功率電池的新材料。他們發(fā)現(xiàn),鋰離子能夠以遠(yuǎn)超典型電極材料的速度,穿過(guò)鈮鎢氧化物材料形成的復(fù)雜微觀結(jié)構(gòu),這意味著它能夠?qū)崿F(xiàn)更快的充電速度。簡(jiǎn)而言之,這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)或成為構(gòu)建下一代鋰離子電池的關(guān)鍵。它們有望在幾分鐘內(nèi)完成充電(而不是幾小時(shí)),且不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)的過(guò)熱現(xiàn)象。
自20世紀(jì)90年代以來(lái),鋰離子電池得到了持續(xù)而廣泛的應(yīng)用。遺憾的是,其能量密度的提升,每年只有3~4%——遠(yuǎn)低于電動(dòng)汽車和消費(fèi)電子制造商們的期待。
更重要的是,這些改進(jìn)通常來(lái)自于包裝材料的優(yōu)化,而不是電極本身。這種策略幾乎無(wú)法彌補(bǔ)電池技術(shù)的另一個(gè)固有缺點(diǎn)——充電速度慢。
為了提升充電速率,就必須加快帶電鋰離子從正極到負(fù)極的流動(dòng)速度。此前科學(xué)家們一直試圖通過(guò)在電極內(nèi)部建立特殊的納米機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。
此舉旨在減少鋰離子行進(jìn)的距離,但嗎你顆粒用起來(lái)既棘手又昂貴,而且它們還會(huì)產(chǎn)生不必要的化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而縮短了電池的使用壽命。
在劍橋大學(xué)的最新發(fā)現(xiàn)中,研究人員們采用了不同的方法:
其選擇了具有剛性、擁有開(kāi)放式柱狀結(jié)構(gòu)的較大顆粒。這一結(jié)構(gòu)使得鋰離子能夠無(wú)阻礙的大量移動(dòng),從而將其流通量提升了數(shù)個(gè)等級(jí)。
新電極材料也可以是更安全的替代品:
大多數(shù)鋰離子電池中的負(fù)極,是由石墨制成的。在高速充電的時(shí)候,尤其會(huì)形成枝晶(dendrites),即鋰?yán)w維的微觀結(jié)構(gòu)。
枝晶會(huì)導(dǎo)致電池短路甚至起火,但劍橋大學(xué)的新型電極材料并不會(huì)。
研究資深作者Clare Grey教授表示:
在快充應(yīng)用中,安全性是一個(gè)更需要被關(guān)注的地方。這類有潛力的新材料絕對(duì)值得一看,因?yàn)槲覀冃枰粋€(gè)比石墨更安全的替代品。
此外,納米機(jī)構(gòu)需要多個(gè)步驟太能制造,導(dǎo)致其產(chǎn)量極低和可擴(kuò)展性等問(wèn)題。
相比之下,鈮鎢氧化物制造起來(lái)更簡(jiǎn)單,并且不需要額外的化學(xué)品或溶劑。當(dāng)然,在投入實(shí)際應(yīng)用前,我們還有許多工作要完成。

責(zé)任編輯:繼電保護(hù)
-
權(quán)威發(fā)布 | 新能源汽車產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)落地:鼓勵(lì)“光儲(chǔ)充放”,有序推進(jìn)氫燃料供給體系建設(shè)
2020-11-03新能源,汽車,產(chǎn)業(yè),設(shè)計(jì) -
中國(guó)自主研制的“人造太陽(yáng)”重力支撐設(shè)備正式啟運(yùn)
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務(wù),新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng)
-
新基建助推 數(shù)據(jù)中心建設(shè)將迎爆發(fā)期
2020-06-16數(shù)據(jù)中心,能源互聯(lián)網(wǎng),電力新基建 -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)下看電網(wǎng)企業(yè)數(shù)據(jù)變現(xiàn)之路
2019-11-12泛在電力物聯(lián)網(wǎng) -
泛在電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)典型實(shí)踐案例
2019-10-15泛在電力物聯(lián)網(wǎng)案例
-
新基建之充電樁“火”了 想進(jìn)這個(gè)行業(yè)要“心里有底”
2020-06-16充電樁,充電基礎(chǔ)設(shè)施,電力新基建 -
燃料電池汽車駛?cè)雽こ0傩占疫€要多久?
-
備戰(zhàn)全面電動(dòng)化 多部委及央企“定調(diào)”充電樁配套節(jié)奏
-
權(quán)威發(fā)布 | 新能源汽車產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計(jì)落地:鼓勵(lì)“光儲(chǔ)充放”,有序推進(jìn)氫燃料供給體系建設(shè)
2020-11-03新能源,汽車,產(chǎn)業(yè),設(shè)計(jì) -
中國(guó)自主研制的“人造太陽(yáng)”重力支撐設(shè)備正式啟運(yùn)
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長(zhǎng)期助力儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展
-
探索 | 既耗能又可供能的數(shù)據(jù)中心 打造融合型綜合能源系統(tǒng)
2020-06-16綜合能源服務(wù),新能源消納,能源互聯(lián)網(wǎng) -
5G新基建助力智能電網(wǎng)發(fā)展
2020-06-125G,智能電網(wǎng),配電網(wǎng) -
從智能電網(wǎng)到智能城市
-
山西省首座電力與通信共享電力鐵塔試點(diǎn)成功
-
中國(guó)電建公司公共資源交易服務(wù)平臺(tái)摘得電力創(chuàng)新大獎(jiǎng)
-
電力系統(tǒng)對(duì)UPS的技術(shù)要求