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科研人員合成新的納米材料 將鋰電池容量新增3倍

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2021年12月16日  

羅斯國立研究型工藝技術大學科研人員合成了一種新的納米材料,可以取代目前在鋰離子電池中使用的低效石墨,從而提高了鋰離子電池的容量,延長了使用壽命。相關研究結果發表在《合金與化合物》雜志上。


國立研究型工藝技術大學功能納米系統與高溫材料系研究人員葉夫根尼·科列斯尼科夫說:“我們獲得的化合物Cu0.4Zn0.6Fe2O4多孔納米微球作為陽極材料,其容量是市場上現有電池的3倍,同時,與其他有前途的替代品相比,其充放電循環次數增加了4倍。這種改進依靠的是特殊的納米結構和所用元素之間的協同效應。”


由于使用噴霧熱解法,最終材料的合成可以一步完成,沒有中間步驟。為此,科學家解釋說,借助于超聲波將含有所需金屬離子的水溶液轉化為霧,然后在高達1200℃的溫度下蒸發溶劑和分解原始金屬鹽。結果獲得具有在鋰離子系統中工作所需孔隙率的微米或亞微米球。


延伸閱讀:


鋰電池的基本參數


1、電池容量:鋰電池的容量取決于電池中活性物質的數量,通常以毫安時或安時表示。


2、標稱電壓:鋰電池正負極之間的電勢差稱為電池的標稱電壓。標稱電壓由極板材料的電極電位和內部電解液的濃度決定。


3、充電終止電壓:當可充電電池完全充電時,極片上的活性物質已達到飽和狀態,如果電池繼續充電,則電池的電壓不會上升,這種電壓稱為充電終止電壓。


4、放電終止電壓:放電終止電壓是指蓄電池放電時允許的最低電壓。放電終止電壓和放電率有關。


5、電池內阻:鋰電池的內阻決定于極板的電阻和離子流的阻抗,在充放電過程中,極板的電阻是不變的,但離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電粒子的增減而變化。


6、電池自放電率:鋰電池在儲存過程中,容量會逐漸下降,其減少的容量與鋰電池容量的比例,稱為自放電率。用“%/月”表示。自放電率越低,貯存性能越好。


鋰電池的作用


①抑制電池極化,減少熱效應,提高倍率性能;


②降低電池內阻,并明顯降低了循環過程的動態內阻增幅;


③提高活性物質與集流體的粘附力,降低極片制造成本;


④提高磷酸鐵鋰電池的高、低溫性能,改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。


鋰電池的價值何在?


鋰電池儲能是目前儲能產品開發中最可行的技術路線。鋰電池具有能量密度大、自放電小、沒有記憶效應、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、沒有環境污染等優點,被稱為綠色電池。當下許多企業的推動下,鋰電池成為儲能主流電池技術的趨勢越來越明顯。


廢舊鋰電池主要采用物理回收方法,輔以“三廢”處置措施,具有綠色低碳、節能環保、無二次污染等特點,并兼顧經濟與環保效益,既實現有價組分的利用,又可對有害組分無害化處理。隨著鋰離子電池應用的越來越廣泛,回收鋰離子電池中的有價金屬、減少對環境造成的污染、緩解資源匱乏等問題,具有重要的社會意義和經濟意義。


隨著生態環境和氣候變化形勢日益嚴峻,以優先發展可再生能源為特征的能源革命已成為必然趨勢。目前新能源尚無法完全替代傳統化石能源,新能源技術的革新還需要社會、行業和企業去推動,業界應以發展的眼光看待任何一個新出現的技術。每種技術的優勢差異必然存在與其相對應的市場,市場才是技術真正的試金石。科技日報,鋰電池UPS


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