鋰電池充電有望大加速？新型陽極材料可幫助鋰離子更平滑傳輸
Time:2022-09-10
鋰電池充電有望大加速？新型陽極材料可幫助鋰離子更平滑傳輸
Time:2022-09-10財(cái)聯(lián)社上海9月9日訊（編輯黃君芝）據(jù)報(bào)道，美國科學(xué)家們?nèi)涨罢故玖艘环N新的電極材料，可以幫助鋰電池更快地充電。這種材料會在充電過程中實(shí)現(xiàn)原子的“佳排列”，以一種新材料的形式來幫助鋰離子更平滑的傳輸。
這項(xiàng)工作是由美國博伊西州立大學(xué)和加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員攜手進(jìn)行的，他們著手解決當(dāng)前鋰電池設(shè)計(jì)中的一個(gè)致命弱點(diǎn)，即設(shè)備充電速度必須受到限制，不然會影響鋰離子從正極到負(fù)極的移動。
具體而言，在更快的充電速度下，金屬鋰會堆積在石墨陽極的表面，這會損害電池的性能，并導(dǎo)致電池短路、過熱甚至起火。
在上述新研究中，該團(tuán)隊(duì)成功通過一種名為五氧化二鈮的化合物來消除了這一障礙，以實(shí)現(xiàn)更快的充電。這項(xiàng)研究成果已于近期發(fā)表在了《自然材料》雜志上。
據(jù)了解，五氧化二鈮中的原子可以很容易地排列成許多穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，而科學(xué)家們碰巧找到了一種相當(dāng)方便的方法來做到這一點(diǎn)。
研究人員報(bào)告稱，盡管五氧化二鈮在被用作電池陽極時(shí)，一開始原子的排列十分混亂，但他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電池經(jīng)過多次充放電后，這些原子會排列成有序的晶體結(jié)構(gòu)。
這種納米結(jié)構(gòu)是科學(xué)家以前從未見過的。它被描述為一個(gè)立方巖鹽框架，當(dāng)電池充電時(shí)，它能更容易地將鋰離子輸送到陽極。這導(dǎo)致了在高充電速度下的“卓越”循環(huán)穩(wěn)定性，電池在400次循環(huán)后仍能保持99.93%的高庫侖效率。