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科学家开发锂电池新设计 或减少对钴镍稀有金属依赖

栏目:行业动态 · 发布日期:2019年9月16日 · 作者:中成泵业

据最新一期的《自然·材料》报道,为了减少对稀有金属的依赖,开发锂基电池的替代品,美国佐治亚理工学院研究人员开发出一种有前景的新型电解质和阴极系统,用低成本的固体聚合物电解质和过渡金属氟化物代替昂贵的金属和传统的液体电解质。

新型阴极由氟化铁活性材料和固体聚合物(一种塑料)电解质纳米复合材料制造。为制造这种阴极,研究人员开发了一种将固体聚合物电解质渗透到预制氟化铁电极中的方法,然后热压整个结构,以减少空隙并增加密度。聚合物基电解质有两个突出优点,一是能与氟化铁形成非常稳定的柔性界面,二是其在循环时弯曲和适应氟化铁溶胀的能力强,解决了先前电池设计中使用氟化铁出现的大量副反应和膨胀等关键问题。计量泵

研究人员测试了新型固态电池的几种变体,以分析其在50℃高温下超过300次充电和放电循环的性能。结果发现,增强电池性能的关键是固体聚合物电解质。当与固体聚合物电解质一起使用时,即使在高温下,金属氟化物也显示出非凡的稳定性。这有望带来更安全、更便宜和更轻的锂离子电池。此外,氟化铁的锂容量是传统镍基或钴基阴极的两倍多。而且铁比比镍便宜150倍,钴便宜300倍。离心泵

未来,研究人员将继续改进和开发新的固体电解质,以实现快速充电,并在新设计中融合液体和固体电解质,以与大型电池工厂中使用的传统电池制造技术完全兼容。管道泵

 


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