• 我的订阅
  • 财经

锂金属电池突围有望?关键竟在于牙膏中的一种成分……

类别:财经 发布时间:2023-09-05 21:34:00 来源:依维柯超越 金融界

众所周知,许多牙膏都含有氟化钠,这种氟化合物可以防止蛀牙。然而,含氟化合物还有其他意想不到的应用。近期,美国能源部(DOE)阿贡国家实验室的研究人员发现了一种氟化物电解质,有助于防止电池性能减退。

阿贡国家实验室化学科学与工程部门的负责人John Zhang说,“超越锂离子电池的新一代电动汽车电池即将问世。”

据了解,在给定的体积或重量下,非锂离子电池的化学成分提供的能量,是锂离子电池的两倍或更多。它们可以为汽车提供更长距离的动力,甚至有一天可以为长途卡车和飞机提供动力。

人们期望这类电池的广泛使用将有助于解决气候变化问题。然而,这些电池也面临着一些瓶颈丞待解决,主要包括:随着反复充放电,其高能量密度会迅速下降。

其中一个主要的竞争者是用锂金属制成的阳极(负极)来代替锂离子电池中通常使用的石墨。因此它被称为“锂金属”电池。阴极(正极)是一种含有镍、锰和钴(NMC)的金属氧化物。虽然它提供的能量密度是锂离子电池的两倍多,但这种出色的性能在不到100次充放电循环内就会迅速消失。

在最新研究中,科学家们在这方面取得了突破。该团队的解决方案涉及改变电解质,锂离子通过这种液体在阴极和阳极之间移动来实现充放电。最新研究成果已于近期发表在了《自然通讯》杂志上。

锂金属电池突围有望?关键竟在于牙膏中的一种成分……

在锂金属电池中,电解质是一种由溶解在溶剂中的含锂盐组成的液体。短循环寿命问题的根源在于,在最初的几个循环中,电解液没有在阳极表面形成足够的保护层。这一层也被称为固体电解质界面(SEI),它的作用就像一个守护者,允许锂离子自由进出阳极,分别为电池充电和放电。

该团队发现了一种新的氟化物溶剂,可以在数百次循环中保持坚固的保护层。它将带正电的氟化组分(阳离子)与带负电的不同氟化组分(阴离子)偶联。这种组合就是科学家们所说的离子液体——一种由正离子和负离子组成的液体。

Zhang说:“我们新电解质的关键区别在于,在离子液体阳离子部分的环状结构中,氟取代了氢原子。这对于保持数百次循环的高性能至关重要。”

研究人员们还表示,他们能够调整氟溶剂与锂盐的比例,以创建具有最佳性能的镀层,包括SEI厚度,既不太厚也不太薄。多亏了这一保护层,锂离子可以在充电和放电过程中有效地进出电极数百次循环。

此外,该团队的新电解质还有许多其他优点。它的成本很低,因为它只需一个简单的步骤,而不是多个步骤。它是环保的,因为它使用的溶剂少得多,溶剂是挥发性的,会将污染物释放到环境中。而且它更安全,因为它不易燃。

“使用我们的氟化阳离子电解质的锂金属电池可以大大促进电动汽车行业,”Zhang说,“毫无疑问,这种电解质的实用性可以扩展到锂离子电池以外的其他类型的先进电池系统。”

来源:财联社

以上内容为资讯信息快照,由td.fyun.cc爬虫进行采集并收录,本站未对信息做任何修改,信息内容不代表本站立场。

快照生成时间:2023-09-06 05:45:03

本站信息快照查询为非营利公共服务,如有侵权请联系我们进行删除。

信息原文地址:

钠电池对比锂离子电池有哪些优势?
...等。电解液成分跟锂电池的电解液成分差别不大,只是把锂离子改为钠离子。中间隔膜成分、封装工艺等方面,钠电池与锂电池并无本质区别。 那么钠离子电池对比锂离子电池有哪些优势呢?首
2022-12-24 14:11:00
...来,手机、笔记本电脑和其他个人设备的蓬勃发展得益于锂离子电池,但随着气候变化,要求为电动汽车和电网规模的可再生能源储存提供更强大的电池,锂离子技术可能已经不再够用。锂金属电池
2023-11-13 02:27:00
科学家探究硅负极力学化学性质,助力高比能硅基全固态电池商业化
...作。而“万物皆可充电的世界”得以实现的根本原因,是锂离子电池的成功开发。液态锂离子电池是锂离子电池的一种类型。它因具备快速充电、高能量密度、良好的稳定性等优势,几乎应用于当下
2024-02-28 10:01:00
江西赣锋锂电申请复合极片制备方法专利,可有效制备锂离子电池复合极片
...用正极片,隔膜、电解液和S3得到的所述复合负极片制备锂离子电池,所述步骤 S1中,负极片成分包括活性物质、粘结剂、导电剂,其中活性物质包括人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、硅碳
2025-02-13 14:11:00
固态电池量产难,传大众另起炉灶再签一家合作商
...联合开发协议,将固态电池技术应用到汽车上。与传统的锂离子电池包相比,固态电池行驶里程更长、充电时间更短,因为没有液态电解质更安全。固态技术的支持者认为,该技术是电动汽车电池发
2024-01-23 09:48:00
...可见。“这是钠离子电池吗?”记者边看边问。“不,是锂离子电池。”高剑回答,“锂是行业的主流,也是我们的主业。”高剑说,小至手表、手机、充电宝,大至新能源汽车、光伏储能设备,锂
2022-12-20 08:28
国际能源署:2050年电车电池能源需求将达到14太瓦时,是2020年的90倍
...。研究人员一直在寻找和开发新的化学物质,这很有趣。锂离子电池往往是运输和储能等行业的默认产品。这种电池是为从 20 世纪 90 年代开始普及的个人设备开发的,因此它们在规模化
2024-02-18 09:58:00
领跑全球储能赛道,离不开协同创新与智能制造
...蓄能、压缩空气储能、飞轮储能,化学储能诸如最主流的锂离子电池,以及钠硫电池、铅酸电池、氧化还原液流电池、氢能等,电磁储能包括超导电磁储能、超级电容储能。不同技术路线在技术成熟
2023-11-14 17:28:00
通用汽车与redwoodmaterials达成合作
...关系。Redwood将处理的废料包括阴极和阳极材料,它们是锂离子电池的关键成分,并将其加工成“高质量”的电池材料,然后出售给其众多合作伙伴
2024-05-24 10:12:00
更多关于财经的资讯: