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2020-07-07 点击量:301次
据国外相关报导,近来,阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)的研讨人员与美国西北大学的沃尔弗顿(Wolverton)小组开展合作,一起研制了锂铁氧化物充电电池(锂离子铁氧化物电池,rechargeablelithium-iron-oxidebattery)。相较于常见的钴酸锂电池(锂钴氧化物充电电池,lithium-cobalt-oxidecounterpart),其锂离子的移动量更大,这是因为其电容量较大,从而延长电动车的续航时间。
该研讨获得了美国能源部旗下的能源前沿研讨中心(EnergyFrontierResearchCenter)项目的支持,并将其研讨结果发布到《自然能源(NatureEnergy)》中,沃尔弗顿实验室博士生ZhenpengYao及阿贡实验室博士后研讨员ChunZhan为该研讨论文的榜首作者(firstauthors)。沃尔弗顿与Yao担任核算研制,而阿贡实验室则担任该研讨的实验环节。
在电池的充放电过程中,锂离子会在阳极与阴极间的往复移动。当电池充电时,锂离子回到阳极并存储在该处。该电池的阴极则由复合物制成,其包含了锂离子、过渡金属(transitionmetal)及氧元素。一般,过渡金属则选用钴,当锂离子从阳极与阴极往复移动时,可高效存储并开释电能。阴极的电容量受限于过渡金属的电子数量,前者将参与电池内的化学反应。
钴酸锂电池已在市场上出售了20年,但是,经常长期研讨后,研讨人员发现另一款价格相对廉价、电量更高的充电电池。沃尔弗顿实验室的研讨团队在一般钴酸锂电池的基础上提高其功能,首要运用了以下两种新策略:用铁元素代替钴元素、迫使氧元素参与化学反应。若能存储氧元素并开释电能,电池电量自然就会提高,可存储、使用更多的锂离子。虽然其他研讨团队也曾做过同类研讨,但鲜有成功者。
经过数值核算,沃尔弗顿与Yao发现了新配方,且该配方的化学反应是可逆的。首先,研讨团队用铁元素代替钴元素,因为铁元素是化学周期表中价格最廉价的一款金属元素。随后,经过运算,他们发现了锂、铁及氧离子的正确平衡配比,使氧离子与铁离子能同时推动可逆反应,不会引起氧气脱出。更重要的是,该款电池一开始就有4个锂离子,而非1个,将提高电池的容量。而铁与氧将驱动电池发作反应,完成四个锂离子在电池阳极与阴极间的往复移动。
日本东芝公司日前宣布开发出新一代电动车专用锂电池,快充仅需6分钟。
据介绍,与一般采用石墨作为负极材料的锂电池不同,这种锂电池使用钛铌氧化物作为负极材料,具有能量密度高、可超快速充电等特性。传统电动车锂电池快充30分钟也只能充到约80%的电量,新一代锂电池快充仅需6分钟就能充到90%的电量。东芝公司测试用的电动车充电6分钟后终究跑了约320公里。
这种锂电池在充放电5000次后,依然可以维持90%以上的电池容量,且在零下10摄氏度的低温环境下仍能快速充电。
现在,东芝公司已做出了容量为50安培小时、巴掌巨细的新一代锂电池样品,并计划对其进行完善,争夺在2019年推出正式产品。
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钜大特种锂离子电池工程研究中心是由东莞钜大电子有限公司兴建,并与中南大学、华南理工大学和东莞理工学院相关科研团队联合运营的特种锂离子电池产业化研发中心,研究中心秉持"以特殊环境、特殊用途和特殊性能的需求为导向,以产学研深度融合为创新驱动"的办院方针,力求满足用户独特的需要,从而为用户创造独特的价值。