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美博士生開(kāi)發(fā)納米鋰離子電池 能用一輩子

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:727次  |  2021年11月05日  

據(jù)外媒四月二十一日?qǐng)?bào)道,美國(guó)科研人員在納米材料涂層方面取得突破,有能力制造出足以循環(huán)使用一輩子的鋰離子電池。


這項(xiàng)技術(shù)出自一名博士研究生之手。MyaLeThai來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)歐文分校,她在納米絲周圍包裹一層二氧化錳涂層,再用類似樹(shù)脂玻璃的膠質(zhì)將其包裹起來(lái),在充分利用納米材料高導(dǎo)電性的同時(shí),又克服了它過(guò)于脆弱的缺點(diǎn)。


理論上講,有了這項(xiàng)技術(shù),人類就能制造可以反復(fù)充電的納米電池,能循環(huán)使用一輩子。有關(guān)成果已經(jīng)在美國(guó)化學(xué)會(huì)的學(xué)術(shù)刊物《能源通信》(EnergyLetters)上發(fā)表。


納米絲極細(xì),僅有一根頭發(fā)的數(shù)千分之一;同時(shí)表面積很大,有助于儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移電子。所以,納米材料導(dǎo)電性極強(qiáng),常年受到研究人員的關(guān)注。


不過(guò),納米材料不夠強(qiáng)韌,令學(xué)者頭疼。普通的納米鋰離子電池循環(huán)使用,反復(fù)多次放電充電之后,會(huì)稍微膨脹,容易破碎。本次研究開(kāi)發(fā)出的涂層則解決了這一問(wèn)題。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

歐文分?;瘜W(xué)系主任彭納表示,MyaLeThai發(fā)現(xiàn),有了膠質(zhì)包裹之后,納米電池即便充電放電幾十萬(wàn)次,電容量都不會(huì)受到影響?!斑@簡(jiǎn)直太不可思議了,”彭納說(shuō),“因?yàn)橐话銇?lái)說(shuō),這些東西最多充電5000,6000,或者7000次以后,就壞得特別快。”


MyaLeThai在3個(gè)月內(nèi)讓裝有涂層的納米電池充電放電大約20萬(wàn)次,發(fā)現(xiàn)電容量絲毫沒(méi)有改變,納米絲也沒(méi)有破裂。她認(rèn)為,膠質(zhì)涂層使電池中的二氧化錳塑化,從而使電池更加靈活,讓納米線不易損壞。


研究論文中寫到:“只要把液體電極換成……膠質(zhì)電極,所有納米電容的循環(huán)使用次數(shù)都能提高到2000到8000次——甚至10萬(wàn)次?!毖芯咳藛T還表示,電極包裹了涂層之后,更加穩(wěn)固、可靠。


歐文分校官方稱,有了這項(xiàng)技術(shù),納米電池的壽命將大大延長(zhǎng),電腦、手機(jī)、汽車、甚至太空探測(cè)器都能從中受益。我們距離制造能用一輩子、永遠(yuǎn)不必?fù)Q的電池又近了一步。


歐文分校和馬里蘭大學(xué)聯(lián)合開(kāi)展此項(xiàng)研究,同時(shí)得到了美國(guó)能源部的資金支持。

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應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備


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