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國外先進電池領域研究最新進展匯總

發布時間:2019-06-22 點擊數:2786
 鋰金屬有望成為全固態電池的最終陽極材料


日本東北大學和高能加速器研究組織的科學家,開發出一種新的復合氫化物鋰超離子導體。研究人員表示,通過設計氫簇(復合陰離子)結構實現的這一新材料,對鋰金屬顯示出了極高的穩定性,使鋰金屬有望成為全固態電池的最終陽極材料,催生出迄今能量密度最高的全固態電池。


“雙電解質”架構顯著提升鋰離子電池性能


電池材料初創公司24M宣布,已研發出一個“雙電解質”架構,能夠顯著提升電動汽車的電池性能。改進鋰離子電池引發了類似于“打地鼠”(whack-a-mole)的效應,提高了電池中的一種屬性(如能量密度),就可能會破壞另一種運行特性(如循環壽命)。但是24M研發的雙電解質可能可以改變此類情況,該架構可讓不同的電解質分別置于電池陰陽極兩側,如此一來,電池設計師就不必讓一種電解質為兩側服務,從而使得24M可以獨立地優化兩種電解質。

國外先進電池領域研究最新進展匯總

“空氣電池”蓄電量驚人 日企正嘗試推進其實用化


日本在電池技術方面的研發向來投入較大,而且在成熟的概念設計都是全球領先的。其中,空氣電池就是日本在推進的方向之一??諝怆姵厥切乱淮夹g的有力候選之一,可通過與空氣中的氧氣發生化學反應來進行發電。由于氧氣可以無限量供應,理論上空氣電池蓄電量可達鋰電池的5至10倍。因此,日本企業陸續研發大幅提高空氣電池使用壽命的技術,使用壽命是有“終極蓄電池”之稱的空氣電池的最大課題。據悉,目前FDK公司開發的空氣電池有望3年后實現實用化。日本電信電話公司(NTT)試制出使用壽命較長的鋰空氣電池。


康奈爾大學固態電池技術取得突破


美國康奈爾大學(Cornell University)的一項新研究改進了固態電池的設計。固態電池本質上比現有的鋰離子電池更安全,能量密度也更高,鋰離子電池依賴易燃液體電解質將存儲在分子鍵中的化學能量快速轉移至電能中??的螤柎髮W研究人員將液體電解質轉化為電化學電池內部的固體聚合物,利用了液體和固體的特性以克服當前影響電池設計的關鍵限制。

國外先進電池領域研究最新進展匯總

鎂電池又有新進展


英國倫敦大學學院和美國芝加哥大學的研究人員已經發現,鎂鉻氧化物微?;蛟S是研發一種新型鎂電池的關鍵,這種電池將比傳統的鋰離子電池擁有更強的蓄電能力。此項研究發表在英國皇家化學學會雜志《納米尺度》上。據了解,這項研究公布了制造這種新材料的全新方法,該材料能夠可逆地存儲高度活躍的鎂離子。該研究團隊宣稱,這意味著他們向鎂電池又邁出了重要一步。迄今為止,只有極少數無機材料表現出了可逆的鎂離子吸收和排除能力,這對于鎂電池來說是至關重要的。


美國大學發現添加氧化物涂層或可解決電池過熱問題


多年來,研究人員一直在尋找解決鋰離子電池熱失控(即電池積累過多熱量)的方法。如今,美國德克薩斯大學達拉斯分校(University of Texas at Dallas)的研究人員發現,問題不是出在電池材料內部,而是出在電池材料表面。該研究小組認為,此次發現可能會改變制造商生產電池的方式。Cho博士建議,可以在電池表面添加一層經過設計的氧化物涂層。解決電池過熱難題,可將電池容量提高20%至30%,改造后的電池可以經受住更長的充電時間。


基于上述新發現,該研究小組表示,已經有業界人士有興趣與達拉斯分校合作,研發用于電動汽車電池的下一代陰極材料。此外,該研究小組還與美國海軍研究實驗室(U.S.Naval Research Laboratory)實驗室合作,進行一項后續研究,以提高電池陰極材料的容量和安全性。


研究人員研發增強型SEI可提高鋰金屬電池能量密度/性能/安全性


美國賓夕法尼亞州立大學(Penn State)研究人員表示,利用一種新研發的固態電解質界面膜(SEI),可充電鋰金屬電池可實現更高的能量密度,更佳性能以及更好的安全性。研究人員研發的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合,以無源方式為鋰表面提供所需能量,使其不會與電解質中的分子發生反應,而納米片在復合材料中起到機械屏障的作用,防止鋰金屬中形成樹突。通過化學和工程設計以及合作,該技術能夠在原子水平上控制鋰表面。此外,該反應性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本,進一步促進鋰金屬電池未來發展。
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