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弹性塑料电解质实现锂离子电池新设计

本文摘要:据近期一期的《大自然·材料》报导,为了研发锂基电池的替代品,增加对稀有金属的倚赖,美国佐治亚理工学院研究人员研发出有一种有前景的新型阴极和电解质系统,用低成本的过渡性金属氟化物和液体聚合物电解质替换便宜的金属和传统的液体电解质,未来将会带给更加安全性、轻巧和更加低廉的锂离子电池。新型阴极由氟化铁活性材料和液体聚合物(一种塑料)电解质纳米复合材料生产。为生产这种阴极,研究人员研发了一种将液体聚合物电解质渗透到钢架氟化铁电极中的方法,然后热压整个结构,以减少密度并增加空隙。

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据近期一期的《大自然·材料》报导,为了研发锂基电池的替代品,增加对稀有金属的倚赖,美国佐治亚理工学院研究人员研发出有一种有前景的新型阴极和电解质系统,用低成本的过渡性金属氟化物和液体聚合物电解质替换便宜的金属和传统的液体电解质,未来将会带给更加安全性、轻巧和更加低廉的锂离子电池。新型阴极由氟化铁活性材料和液体聚合物(一种塑料)电解质纳米复合材料生产。为生产这种阴极,研究人员研发了一种将液体聚合物电解质渗透到钢架氟化铁电极中的方法,然后热压整个结构,以减少密度并增加空隙。聚合物恩电解质有两个引人注目优点,一是其在循环时倾斜和适应环境氟化铁溶胀的能力强劲,二是其能与氟化铁构成十分平稳的柔性界面,解决问题了先前电池设计中用于氟化铁经常出现的收缩和大量副反应等关键问题。

研究人员测试了新型固态电池的几种变体,以分析其在50℃高温下多达300次电池和静电循环的性能。结果找到,强化电池性能的关键是液体聚合物电解质。

当与液体聚合物电解质一起用于时,即使在高温,金属氟化物表明出有非凡的稳定性。这未来将会带给更加安全性、轻巧和更加低廉的锂离子电池。

此外,氟化铁的锂容量是传统钴基或镍基阴极的两倍多。而且铁比钴低廉300倍,比镍低廉150倍。未来,研究人员将之后改良和研发新的液体电解质,以构建较慢电池,并在新的设计中融合液体和液体电解质,以与大型电池工厂中用于的传统电池生产技术几乎相容。总编辑圈点:无论是显电动汽车还是可再生能源电池,稀有金属都是适当材料。

这造成争夺战钴和镍等原料的竞争于是以日趋激烈,甚至保证稀有金属早已是国家性课题。因此科学家们才著手去考古替代品,以减轻倚赖。新的研究现在早已展现出出有极大潜力,但下一步,研究者必需要让新型电池与以往稀有金属做到电极的锂电池具备同等的容量,且波动也符合要求,才能确实考虑到商品化生产。


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