日本開發無能量損失的大容量蓄電池
時間:2021-03-06 13:55來源:日經中文網 作者:綜合報道
點擊:
次
蓄電池（資料）
克服蓄電池的缺點，減少能量損失——日本東京大學的山田淳夫教授等人的研發團隊正在開發能防止蓄電池以熱能形式損失能量的電極材料。關鍵在于氧原子的作用。如能通過控制氧原子的作用來抑制發熱，則將減少能量損失。要是能推向實用化，到2030年前后，能量損失少的大容量蓄電池或將變得理所當然。
要實現日本政府倡導的2050年二氧化碳凈零排放，需要開發出高性能的蓄電池。原因是有必要儲存以風力和光伏等產生的可再生能源。無論是日本國內還是國外，大學、大企業和初創企業均在提高性能的蓄電池開發領域展開激烈競爭。
要增加蓄電池能夠儲存的能量，需要增加電池中在正極和負極之間移動的金屬離子的數量。蓄電池也是通過離子從正極向負極移動來儲存電能。如果增加金屬離子的數量，即可使蓄電池獲得高容量，但正極能保持的離子的數量存在極限，這成為蓄電池開發的障礙。
山田教授等人將關注點投向了正極材料中的氧原子。他們認為如果讓氧原子擁有的電子也成為能量的搬運工，即可飛躍式增加能儲存的能量。
這一思路以往就有，但存在利用氧原子的電子的材料容易發熱這一缺點。失去電子的氧原子由于結構變得不穩定，將與附近的氧原子結合。這時就會產生熱量并失去儲存的能量。這一點成為實用化的障礙。
山田教授等人注意到了由鈉、錳和氧混合而成的名為“Na2Mn3O7”的材料。他們發現如果將這種材料用于蓄電池的正極材料，即使讓氧原子的電子成為能量的搬運工，氧原子之間也不會在正極電極相互結合。
具體來說，在充電后，鈉和氧移動到負極一側，在放電之后，兩者回到正極一側。在實驗中，在以4.23伏特充電后，可以4.19伏特放電。而在4.55伏特充電后，以4.52伏特放電。充電和放電的電壓差分別僅為0.04伏特和0.03伏特，表明幾乎沒有電力的損耗。
詳細研究新材料的電子的狀態發現，氧原子在釋放電子后，成為一種被稱為“Ligand-hole”的狀態并穩定存在。山田教授等認為，釋放電子后的氧原子和錳原子強烈相互吸引，因此即使釋放電子，氧原子仍能保持穩定。
因為不發生氧原子的結合，所以也不會以熱能形式丟失能量。同時，由于輸出的能量增加，因而成為高效率的電極材料。山田教授等人力爭開發更效率地防止氧原子之間結合的電極材料。到2030年前后，能量損失幾乎為零的蓄電池有可能實現。
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、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，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
猜你喜歡
-
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統 最高可儲能328kWh
2021-06-03 10:23 -
研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
2021-05-21 08:51 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50 -
阿爾托大學開發電池回收新方法 不需要破碎或溶解電池
2021-05-11 21:28 -
USU團隊利用EV報廢電池開發太陽能存儲系統 更具成本效益
2021-05-11 21:09 -
科學家開發有機無金屬電池 在酸性溶液中降解后可回收利用
2021-05-08 10:28 -
昆士蘭大學開發新型石墨烯-鋁電池 比當前鋰離子電池的壽命長3倍
2021-04-29 08:47
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
工程師開發出可穩定氣態電解質的隔膜 使超低溫電池更安全
2021-06-10 08:45 -
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
斯柯達與捷克科技公司利用舊電池開發儲能系統 最高可儲能328kWh
2021-06-03 10:23 -
研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
2021-05-21 08:51 -
得州農工大學開發新型無金屬多肽電池 可根據要求進行降解
2021-05-15 13:19 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50 -
阿爾托大學開發電池回收新方法 不需要破碎或溶解電池
2021-05-11 21:28 -
USU團隊利用EV報廢電池開發太陽能存儲系統 更具成本效益
2021-05-11 21:09
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、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，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號