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锂离子电池技术突破与使用寿命的关系

来源:【TRD拓尔德】 4001com登录入口:2021-04-19 分享 加入收藏 关注:778

锂离子电池行业,大家经常看到韩国、日本的新型材料试验成功的消息,似乎我国在电池领域的研究备受阻碍。事实上,我国的电池科研人员从未放弃过努力探索的脚步,而最近,他们的一些成就也引起了全球电池行业的关注。


这个来自中科院物理研究所凝聚态物理国家实验室的科研团队提出了一种全新的概念来延缓高容量锂离子电池中锂枝晶的形成。在锂离子电池中,由于不均匀的沉淀导致的锂枝晶是电池循环寿命降低的重要原因他们描述了在具有碳纳米管芯的中空二氧化硅微球中捕获锂离子,以抑制锂枝晶的形成。


简单来说就是通过一种全新的办法来捕获电池中的锂离子,让电池阳极能够在200次循环中依然保持99%的超高的电镀效率和剥离效率。而这项技术假如成熟的应用,虽然无法让目前的动力锂电池拥有更大的容量,但却可以有效的延长电池使用寿命,抑制衰减。说不定未来大家的汽车动力锂电池也能做到经久不衰。华南理工大学环境和能源学院副教授熊训辉接受科技日报记者采访时表示,钠离子电池工作原理与锂离子电池类似,都是利用离子在正负极之间嵌脱过程实现充放电。但前者因钠资源丰富而成本更低,且因其电压平台高,安全性更高。不过,由于现有钠离子电极材料性能不理想,从上世纪80年代至今,寻找合适的电极材料一直是钠离子电池发展的关键。


熊训辉和美国佐治亚理工学院材料科学与工程学院教授刘美林等开发出一种简单的方法,即商业硫化锑与氧化石墨烯于硫化钠溶液后混合,再通过控制结晶和烧结制备改性石墨烯与纳米硫化锑的复合材料。该材料和钠片组装成半电池时,在快速充放电(充放电40分钟左右完成)900个循环后容量保持率仍高达83%。


研究人员通过理论计算证明,改性后的石墨烯对硫化锑以及其放电产物具有更好的固定用途,能更加有效稳定材料的结构以及防止活性物质从石墨烯上脱落。与已有报道相比,该复合材料具有钠离子电池锑基负极材料最好的循环性能,使钠离子电池实现应用迈近了一大步。


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