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美国科学家开发锂电池替代品:或减少对稀有金属依赖_

来源:未知 发布时间:2020-02-12 15:39 标签:
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在9月16日《科技日报》中,根据《自然·材料》最新一期报道称,为了发展替代锂电池,以减少对稀有金属的依赖,美国佐治亚理工学院技术研究人员已经开发出一种有前景的新型阴极和电解质系统,用成本的过渡金属氟化物和固体高分子电解质代替昂贵的金属和液体电解质。

新型阴极由氟化铁活性材料和固体聚合物(塑料)电解质纳米复合材料制成。 为了制作阴极,研究人员开发了一种方法,将固体聚合物电解质渗入预制的氟化铁电极,然后热压整个结构,以增加密度和减少空隙。 聚合物基电解质具有两个突出的优点,一是能够在循环过程中弯曲和适应氟化铁的膨胀,二是能够与氟化铁形成非常稳定的柔性界面,解决了以往电池设计中使用氟化铁引起的膨胀和大量副反应等关键问题。

研究人员测试了几种新型固态电池的变体,以分析其在50°C高温下的超300个充放电循环的性能。从研究中发现,提高电池性能的关键是固体聚合物电解质。并且在于固体聚合物电解质一起使用时,金属氟化物即使在高温下也依旧能够表现出非凡的稳定性。这有望带来更安全、更轻、更便宜的锂离子电池。此外,氟化铁的锂容量是传统钴基或镍基阴极的两倍以上,并且铁比钴便宜300倍,比镍便宜150倍。

今后,研究人员将继续改善和发展进行快速充电的新固体电解质,以及在新设计中融合固体和液体电解质,和大型电池工厂采用传统的电池制造技术完全兼容。

 
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