當前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氟有可能替代鋰 用于可充電電池
時間:2020-12-15 09:04來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點擊:
次
（圖片來源：wustl）
隨著現(xiàn)代技術(shù)（尤其是電動汽車）越來越多地使用可充電電池，研究人員一直在尋找鋰離子替代材料，以用于可充電電池。據(jù)外媒報道，圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱維工程學(xué)院（McKelvey School of Engineering）的材料科學(xué)家們，在氟中發(fā)現(xiàn)一種潛在的鋰替代品。氟是一種儲量相對豐富的輕質(zhì)元素。
有趣的是，氟離子與鋰離子正好相反，對電子的吸引力最強，很容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。日本的研究人員也在進行測試，在汽車中將氟離子電池作為鋰離子電池的可能替代品。據(jù)介紹，使用這些電池，可以使電動汽車單次充電運行1000公里。然而，現(xiàn)有氟離子電池的循環(huán)性能較差，經(jīng)過充放電循環(huán)過程，往往會迅速降解。
研究人員Steven Hartman和Rohan Mishra采用新方法設(shè)計氟離子電池。他們發(fā)現(xiàn)兩種材料，很容易獲得或失去氟離子，在實現(xiàn)良好循環(huán)性的同時結(jié)構(gòu)變化很小。機械工程和材料科學(xué)系的助理教授Mishra表示，這些新電池材料均為層狀電子化合物。
電子化合物是一種相對較新的材料，可以像普通金屬一樣傳導(dǎo)電子，但與金屬中的“電子海”不同（金屬中的電子分散在整個晶體中），在電子化合物中，電子駐留在晶體結(jié)構(gòu)中的特定間隙位置，這有點類似于離子。Mishra表示：“根據(jù)我們的預(yù)測，氟離子可以很容易地取代這些間隙電子，而不會導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變形，從而實現(xiàn)可循環(huán)性。此外，由于層狀電子化合物的結(jié)構(gòu)相對開放，氟離子可以輕松地移動或擴散。”
材料科學(xué)與工程學(xué)院的校友Hartman利用量子力學(xué)計算方法，對數(shù)十個潛在電池候選項進行測試。通過計算機化測試，將氟化物引入層狀電子化合物氮化二鈣鈣和次碳化釔的間隙中，使其儲能能力接近鋰離子電池。以氮化二鈣為例，它由相對豐富的元素組成，有助于克服目前鋰離子電池存在的供應(yīng)不足問題。
Hartman與Mishra團隊就彼此的研究工作進行比照，后者利用機器學(xué)習(xí)“大數(shù)據(jù)”技術(shù)來篩選數(shù)千種候選項。Hartman表示：“原則上，你可以通過在常規(guī)電極中大量加入氟離子來提高電荷儲量。然而，實際上這些理論容量很難控制。當我們往常規(guī)電極中加入氟化物時，它們會在充放電時急劇膨脹和收縮，有可能導(dǎo)致破裂和失去電接觸。”
對于制造耐用的氟化物電池而言，盡可能減少體積和形狀變化至關(guān)重要。Hartman表示：“據(jù)我們推測，在層狀電子化合物材料中，添加和去除氟離子可以使結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯較小的結(jié)構(gòu)變化，有助于延長循環(huán)壽命。”
Mishra的實驗室正在尋求與其他研究人員合作，以合成本項研究發(fā)現(xiàn)的電子化合物，并在原型電池中進行測試。
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請在一周內(nèi)進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
猜你喜歡
-
德國新研究發(fā)現(xiàn)：固態(tài)電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩(wěn)定
2021-06-09 09:09 -
哈佛科學(xué)家研發(fā)“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
科學(xué)家開發(fā)有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
重大突破！美國科學(xué)家研發(fā)3D鋁電極 為低成本環(huán)保電池鋪平道路
2021-04-08 09:40 -
MIT發(fā)現(xiàn)新電解質(zhì) 電池能量密度或達到420瓦時/公斤
2021-04-01 11:21 -
日本科學(xué)家開發(fā)新技術(shù)解決鋰電池最大問題
2021-03-11 10:44 -
研究發(fā)現(xiàn)新型共聚物粘合劑 可延長鋰離子電池的使用壽命
2021-03-10 08:41 -
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新聚合物材料 可防止鋰電池起火
2021-03-08 08:38 -
研究人員獲得富鋰電池陰極新發(fā)現(xiàn) 有助于提高電動汽車續(xù)航里程
2021-03-04 08:28 -
極低氣溫下鋰電池趴窩？科學(xué)家提出新解決方案
2021-03-03 09:17
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關(guān)新聞
-
德國新研究發(fā)現(xiàn)：固態(tài)電池界面涂覆納米涂層可讓電池穩(wěn)定
2021-06-09 09:09 -
哈佛科學(xué)家研發(fā)“三明治式電池” 充電時間僅10分鐘
2021-05-17 12:21 -
科學(xué)家開發(fā)有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
重大突破！美國科學(xué)家研發(fā)3D鋁電極 為低成本環(huán)保電池鋪平道路
2021-04-08 09:40 -
MIT發(fā)現(xiàn)新電解質(zhì) 電池能量密度或達到420瓦時/公斤
2021-04-01 11:21 -
日本科學(xué)家開發(fā)新技術(shù)解決鋰電池最大問題
2021-03-11 10:44 -
研究發(fā)現(xiàn)新型共聚物粘合劑 可延長鋰離子電池的使用壽命
2021-03-10 08:41 -
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)新聚合物材料 可防止鋰電池起火
2021-03-08 08:38
本月熱點
-
2020年鋰電池行業(yè)研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發(fā)｜深圳一鋰電企業(yè)停止經(jīng)營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內(nèi)鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰(zhàn)和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業(yè)的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產(chǎn)純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22
©2017 版權(quán)所有 電池聯(lián)盟 華杰永泰科技（北京）有限公司 承辦 Power by DedeCms
價值成就行業(yè)品牌！竭誠為您提供最新最熱的資訊
京ICP備09081210號
價值成就行業(yè)品牌！竭誠為您提供最新最熱的資訊
京ICP備09081210號
企業(yè)微信號
微信公眾號