德國研究人員提出新型高熵儲能材料 推動鋰電池發(fā)展
據(jù)外媒報道，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的研究人員，提出一種適合儲能應(yīng)用的新型高熵材料。他們在論文中報告，以最近設(shè)計的多陽離子過渡金屬基高熵氧化物為前體，LiF或NaCl為反應(yīng)物，用簡易機械化學(xué)方法，制備多陰離子和多陽離子化合物，從而生成鋰化或鈉化材料。
含鋰的熵穩(wěn)定氟氧基化合物(Lix(Co0.2Cu0.2Mg0.2Ni0.2Zn0.2)OFx)，工作電位3.4Vvs·Li＋/Li，可用作正極活性材料。與傳統(tǒng)（非熵穩(wěn)定）氟氧化合物不同，這種新材料受益于熵穩(wěn)定，表現(xiàn)出更強的鋰儲存性能，以前所未有的方式改變組成元素，提升循環(huán)性能。熵穩(wěn)定的概念也適用于，具有巖石鹽結(jié)構(gòu)的含鈉氯氧化物，從而為開發(fā)后鋰電池技術(shù)鋪平道路。
物理所水系鉀離子電池研究取得進展
中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家研究中心清潔能源重點實驗室E01組博士生蔣禮威在研究員胡勇勝和副研究員陸雅翔的指導(dǎo)下，成功構(gòu)建了一款水系鉀離子全電池，提出利用Fe部分取代Mn的富錳鉀基普魯士藍KxFeyMn1-y[Fe(CN)6]w·zH2O為正極、有機染料苝艷紫紅29(PTCDI)(CAS:81-33-4)為負極、22mol/L的三氟甲基磺酸鉀水溶液為電解液。該研究結(jié)果近日發(fā)表在《自然-能源》上。
科學(xué)家利用新型鹵素轉(zhuǎn)換插層化學(xué) 打造高能鋰離子水系電池
據(jù)外媒報道，馬里蘭大學(xué)的一組研究人員首次在石墨中引入鹵素轉(zhuǎn)換插層化學(xué)，創(chuàng)新研發(fā)復(fù)合電極，容量為243mAh/g（就電極總重量而言），平均電位為4.2V，vsLi/Li＋。團隊人員將這一陰極與鈍化石墨陽極相結(jié)合，打造出能達到4V的鋰離子水系全電池，能量密度為460Wh/kg，庫侖效率約為100%。
香港理大研發(fā)超柔軟高效能織物鋰電池
香港理工大學(xué)日前宣布，該校研究團隊研發(fā)了一種超柔軟的高效能織物鋰電池，能為可穿戴電子產(chǎn)品提供更穩(wěn)定、耐用和安全的能源供應(yīng)，可應(yīng)用于醫(yī)療健康監(jiān)測、智能紡織品等多個范疇。
這款創(chuàng)新的織物鋰電池能量密度高達超過450瓦時/公升，柔軟度極佳，可折疊彎曲至半徑小于1毫米，即使折疊超過1000次，其效能仍然保持不變。一般的可彎曲鋰電池只能彎曲至半徑約25毫米，而且效能只有200瓦時/公升。另外，理大研發(fā)的這款織物鋰電池輕巧、厚度少于0.5毫米，而且其充電及放電速率快，電池壽命長，與傳統(tǒng)鋰電池表現(xiàn)相當。
理大研究團隊采用該校專利的聚合物輔助金屬沉積法新技術(shù)，將高導(dǎo)電金屬——銅和鎳均勻地沉積于經(jīng)處理的織物上，例如棉質(zhì)和碳布，制成導(dǎo)電織物，取代一般鋰電池表面的金屬箔，以充當集流體及提高柔軟度。團隊進行的變形測試證明，織物鋰電池具有極高的機械穩(wěn)定性、耐用性和安全性，電池經(jīng)反復(fù)對折、以不同角度扭曲、不規(guī)則地揉皺后，均無損其電壓效能；連續(xù)錘擊、剪削和鋼針穿刺等安全測試，也證明電池可為電子元件提供穩(wěn)定電源，而且不存在著火或爆裂的風險。
新型納米材料可大幅提高鋰硫電池性能
大連化物所吳忠?guī)浹芯繂T團隊發(fā)明了一種三維石墨烯/納米碳管多孔氣凝膠材料，并將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極，獲得了兼具高體積能量密度和優(yōu)異循環(huán)穩(wěn)定性的鋰硫電池。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《納米能源》上。
該研究團隊開發(fā)出一種三維石墨烯/碳納米管多孔氣凝膠材料，并同時將其應(yīng)用于鋰硫電池的硫單質(zhì)載體和中間層，成功構(gòu)筑出自支撐、無金屬集流體的一體化正極材料。該一體化正極材料具有很高的壓實密度、優(yōu)異導(dǎo)電性、良好的機械柔性，將鋰硫電池的體積能量密度提高了3倍，而且有效解決了鋰硫電池中由于多硫化物穿梭而導(dǎo)致的循環(huán)穩(wěn)定性差難題。在大電流的條件下，電池能夠穩(wěn)定循環(huán)500圈，且容量幾乎沒有衰減，表現(xiàn)出優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。這種硫單質(zhì)載體和中間層一體化正極結(jié)構(gòu)的設(shè)計策略為構(gòu)建高體積能量密度、長循環(huán)壽命的鋰硫電池提供了新的思路。
東京大學(xué)研發(fā)新材料延長電池壽命/提高電池容量
據(jù)外媒報道，日本東京大學(xué)（the University of Tokyo）的工程師不斷在探索改進現(xiàn)有電池技術(shù)的新方法，最近，Atsuo Yamada教授及其團隊就研發(fā)出一種材料，可以顯著延長電池壽命，并讓電池擁有更高容量。Yamada和同事證明，如果電池是用一種稱為氧化還原層狀氧化物（Na2RuO3）的材料制成，就會使得電池充放電循環(huán)的降解作用減弱，金屬層就會自我修復(fù)，而且研究人員證明了該材料會被庫侖力（coulombic attraction）緊緊抓住，該種力比范德瓦耳斯力強大得多。Yamada表示：“這意味著電池將不僅可以擁有更長的使用壽命，而且損害水平會降低。增加電池能量密度對于實現(xiàn)電氣化交通至關(guān)重要。”
資料來源：
蓋世汽車網(wǎng)、OFweek鋰電網(wǎng)、新華網(wǎng)、經(jīng)濟日報
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）
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