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科研人員合成新的納米材料 將鋰電池容量新增3倍

時(shí)間:2021-12-16 16:53:24來源:

導(dǎo)語:?羅斯國立研究型工藝技術(shù)大學(xué)科研人員合成了一種新的納米材料,可以取代目前在鋰離子電池中使用的低效石墨,從而提高了鋰離子電池的容量,延長了使用壽命。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《合金與化合物》雜志上。

  國立研究型工藝技術(shù)大學(xué)功能納米系統(tǒng)與高溫材料系研究人員葉夫根尼·科列斯尼科夫說:“我們獲得的化合物Cu0.4Zn0.6Fe2O4多孔納米微球作為陽極材料,其容量是市場上現(xiàn)有電池的3倍,同時(shí),與其他有前途的替代品相比,其充放電循環(huán)次數(shù)增加了4倍。這種改進(jìn)依靠的是特殊的納米結(jié)構(gòu)和所用元素之間的協(xié)同效應(yīng)?!?br>

  由于使用噴霧熱解法,最終材料的合成可以一步完成,沒有中間步驟。為此,科學(xué)家解釋說,借助于超聲波將含有所需金屬離子的水溶液轉(zhuǎn)化為霧,然后在高達(dá)1200℃的溫度下蒸發(fā)溶劑和分解原始金屬鹽。結(jié)果獲得具有在鋰離子系統(tǒng)中工作所需孔隙率的微米或亞微米球。

  延伸閱讀:

  鋰電池的基本參數(shù)

  1、電池容量:鋰電池的容量取決于電池中活性物質(zhì)的數(shù)量,通常以毫安時(shí)或安時(shí)表示。

  2、標(biāo)稱電壓:鋰電池正負(fù)極之間的電勢差稱為電池的標(biāo)稱電壓。標(biāo)稱電壓由極板材料的電極電位和內(nèi)部電解液的濃度決定。

  3、充電終止電壓:當(dāng)可充電電池完全充電時(shí),極片上的活性物質(zhì)已達(dá)到飽和狀態(tài),如果電池繼續(xù)充電,則電池的電壓不會上升,這種電壓稱為充電終止電壓。

  4、放電終止電壓:放電終止電壓是指蓄電池放電時(shí)允許的最低電壓。放電終止電壓和放電率有關(guān)。

  5、電池內(nèi)阻:鋰電池的內(nèi)阻決定于極板的電阻和離子流的阻抗,在充放電過程中,極板的電阻是不變的,但離子流的阻抗將隨電解液濃度的變化和帶電粒子的增減而變化。

  6、電池自放電率:鋰電池在儲存過程中,容量會逐漸下降,其減少的容量與鋰電池容量的比例,稱為自放電率。用“%/月”表示。自放電率越低,貯存性能越好。

  鋰電池的作用

 ?、僖种齐姵貥O化,減少熱效應(yīng),提高倍率性能;

 ?、诮档碗姵貎?nèi)阻,并明顯降低了循環(huán)過程的動態(tài)內(nèi)阻增幅;

 ?、厶岣呋钚晕镔|(zhì)與集流體的粘附力,降低極片制造成本;

 ?、芴岣吡姿徼F鋰電池的高、低溫性能,改善磷酸鐵鋰、鈦酸鋰材料的加工性能。

  鋰電池的價(jià)值何在?

  鋰電池儲能是目前儲能產(chǎn)品開發(fā)中最可行的技術(shù)路線。鋰電池具有能量密度大、自放電小、沒有記憶效應(yīng)、工作溫度范圍寬、可快速充放電、使用壽命長、沒有環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn),被稱為綠色電池。當(dāng)下許多企業(yè)的推動下,鋰電池成為儲能主流電池技術(shù)的趨勢越來越明顯。

  廢舊鋰電池主要采用物理回收方法,輔以“三廢”處置措施,具有綠色低碳、節(jié)能環(huán)保、無二次污染等特點(diǎn),并兼顧經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益,既實(shí)現(xiàn)有價(jià)組分的利用,又可對有害組分無害化處理。隨著鋰離子電池應(yīng)用的越來越廣泛,回收鋰離子電池中的有價(jià)金屬、減少對環(huán)境造成的污染、緩解資源匱乏等問題,具有重要的社會意義和經(jīng)濟(jì)意義。

  隨著生態(tài)環(huán)境和氣候變化形勢日益嚴(yán)峻,以優(yōu)先發(fā)展可再生能源為特征的能源革命已成為必然趨勢。目前新能源尚無法完全替代傳統(tǒng)化石能源,新能源技術(shù)的革新還需要社會、行業(yè)和企業(yè)去推動,業(yè)界應(yīng)以發(fā)展的眼光看待任何一個(gè)新出現(xiàn)的技術(shù)。每種技術(shù)的優(yōu)勢差異必然存在與其相對應(yīng)的市場,市場才是技術(shù)真正的試金石。


標(biāo)簽: 鋰電池

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