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高能固態(tài)鋰電池被開發(fā)

鉅大LARGE  |  點擊量:1538次  |  2018年06月30日  

麻省理工學(xué)院(MIT)研發(fā)團隊與橡樹嶺國家實驗室(ORNL)、寶馬集團和東京工業(yè)大學(xué)合作,研發(fā)出一種全新方法來改變鋰離子導(dǎo)體的離子遷移率和抗氧化穩(wěn)定性,利用晶格動力學(xué)(latticedynamics)開發(fā)可充電電池的關(guān)鍵組成部分。該方法可能會加速高能固態(tài)鋰電池,以及其他能源儲存和輸送裝置(如燃料電池)的開發(fā)。


該新方法依賴于通過固體鋰離子導(dǎo)體晶格的方式,將其與抑制離子遷移的方式相關(guān)聯(lián),有助于發(fā)現(xiàn)增強型離子遷移率新材料,可支持快速充電和放電。同時,該方法可用于降低材料與電池電極的反應(yīng)性,從而縮短其使用壽命。更好的離子遷移率和較低的反應(yīng)性,這兩個特性往往是相互排斥的。


MIT團隊最初的想法是用來了解和控制水分解催化劑,并將其應(yīng)用于離子傳導(dǎo),這一過程不僅是可再充電電池的核心,也是燃料電池和脫鹽系統(tǒng)等其他關(guān)鍵技術(shù)的核心。研究人員觀察到所測定的晶格性能與鋰離子導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性存在良好的相關(guān)性。鋰本身的振動頻率可通過調(diào)整其晶格結(jié)構(gòu)、使用化學(xué)取代或摻雜劑,來巧妙地改變原子的結(jié)構(gòu)排列。


研究人員表示,這一新方法可提供一個強大的工具,用于開發(fā)性能更好的新型材料,從而顯著提高可儲存電池容量,并提高安全性。該技術(shù)還適用于分析其它電化學(xué)過程的材料,如固體氧化物燃料電池、膜基脫鹽系統(tǒng)或產(chǎn)氧反應(yīng)。該項目獲得了寶馬、美國國家科學(xué)基金會和美國能源部的支持。


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