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鋰離子電池的限制因素有哪些

鉅大LARGE  |  點擊量:662次  |  2019年06月19日  

研究的共同負責人,倫敦大學學院的IanJohnson博士稱:“鋰離子技術(shù)已經(jīng)接近它的能力極限,因此對于我們來說,找到其他化學物打造出容量更大而且設(shè)計更簡單的電池是非常重要的。鎂電池技術(shù)一直被認為有可能成為延長手機和電動汽車續(xù)航能力的解決方案,但是陰極材料的選取一直都是一種挑戰(zhàn)。”

鋰離子電池的限制因素之一就是它的陽極。出于安全考慮,鋰離子電池中必須使用低容量的碳棒,因為純鋰材料的陽極能夠引發(fā)危險的短路甚至起火。相比之下,鎂作為陽極更加安全,因此陰極材料與鎂搭配會讓電池體積更小但儲存能力更強。

之前的研究使用計算機模型進行了預測,鎂鉻氧化物(MgCr2O4)是鎂電池陰極的理想候選材料。受其啟發(fā),倫敦大學學院的研究人員通過一個快速的低溫反應(yīng)獲得了一種5納米寬的無序鎂鉻氧化物。伊利諾伊大學的研究人員將這種材料與正常7納米寬的有序鎂鉻氧化物進行了鎂活性的比較。

他們借助一系列不同的技術(shù)檢測兩種材料在活性測試中的結(jié)構(gòu)和化學變化。這兩種晶體材料的表現(xiàn)完全不同。倫敦大學學院教授JawwadDarr解釋稱:“這表明未來的電池或許將依賴于無序的非傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這一研究的重要性在于,它能幫助我們了解其他存在結(jié)構(gòu)缺陷的材料是否有可能應(yīng)用于可逆的電池存儲技術(shù)。”

據(jù)了解,這項研究公布了制造這種新材料的全新方法,該材料能夠可逆地存儲高度活躍的鎂離子。該研究團隊宣稱,這意味著他們向鎂電池又邁出了重要一步。迄今為止,只有極少數(shù)無機材料表現(xiàn)出了可逆的鎂離子吸收和排除能力,這對于鎂電池來說是至關(guān)重要的。

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