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储能科技
德克萨斯大学研制新型低成本电池阳极材料,将电池容量提升两倍
2017-11-07 14:42:17 来源:镁客网 作者: 【 】 浏览:19次 评论:0

可再生能源网讯:锂离子电池是各种设备供电的首选,现在的智能手机、电脑等设备使用的都是锂电池。伴随着设备制造厂对电池容量的极高需求,德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员研制出了一种新型的锂电池阳极材料,这种材料可以帮助缩小锂电池的体积,还可以将电池容量的大小提升两倍,且降低电池的成本。

影响电池容量的因素有很多,包括放电率、温度、终止电压、极板等因素,其中极板对电池容量的影响最大,因为极板的几何尺寸、厚度、高度和面积都会对其造成影响。而且,目前大规模生产的锂离子电池都是采用石墨或铜作为其阳极,且锂电池电流收集部分和阳极是同一部分,所以阳极材料的选择对电池容量大小的选择尤为重要。

此外,制造阳极也是一个费力的多步骤过程,其中石墨要研制成粉末,然后涂覆到铜箔上。对此,德克萨斯大学材料科学家Karl Kreder评论道:“无论是制造工艺,还是电池本身的传输效率,这样做都降低了效率。”

针对现有锂电池的问题,研究团队研制出的这种称为交叉共晶合金(IdEA)的新型阳极材料,只要两个简单的步骤就可以大规模生产锂离子电池,节省时间且节约材料。

据了解,外观上,研究人员基于这种新型材料制造出的箔材料,是现今所有锂离子电池中石墨或铜重量的一半、厚度的四分之一。对此,德克萨斯材料研究所教授Arumugam Manthiram说道:“能够开发出一种低成本电极纳米材料制造工艺是令人兴奋的一件事。”

近几年,改进锂离子电池电极的主要集中在纳米材料,而此次研究团队选择共晶合金,Kreder解释道:“由于热力学,共晶微结构自然形成。所以我们可以通过碾压它来阻止结构的形成,这是非常便宜的一步,将微观结构瞬间就转变为纳米结构来。”

应用中,在相同电池容量的要求下,该团队的材料可以明显减少锂电池的大小,它推进了手机、医疗设备、电动汽车等领域锂电池性能的进一步发展。


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