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科学家研发出可以使锂离子电池的能量密度增加三倍的新材料

来源:UPS应用网 作者:Harris编辑 更新时间:2018/6/21 7:35:08

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摘要:日前据悉,马里兰大学(UMD)、美国能源部布鲁克海文国家实验室、美国陆军研究实验室的一个科学家小组已经开发出一种材料,据说可以将锂离子电池的能量密度提高三倍。

    日前据悉,马里兰大学(UMD)、美国能源部布鲁克海文国家实验室、美国陆军研究实验室的一个科学家小组已经开发出一种材料,据说可以将锂离子电池的能量密度提高三倍。
  
  这些科学家合成了一种新的阴极材料,这种材料是一种经过改进后的工程化三氟化铁(FeF3),他们表示它比传统的阴极材料具有更高的容量。
  
  为了改善三氟化铁作为阴极的性能,科学家们将钴和氧加入到阴极材料中以改善电池性能。
  
  如今,提高锂离子电池的能量密度时,阴极材料的性能呈现出一些瓶颈。与锂离子电池的传统石墨阳极相比,其阴极性能受到限制。传统的石墨阴极在被称为插层的过程中只能转移单个电子。但是像三氟化铁这样的化合物可以转移多个电子。
  
  过去使用三氟化铁作为阴极的努力引发了新的问题。例如能源效率降低,反应速度变慢,副反应导致循环寿命变差。通过向氟化铁纳米棒中添加钴和氧原子,这三家机构组成的研究团队能够操纵反应途径,并使其更具可逆性。在马里兰大学(UMD合成铁氟化物材料并在美国能源部布鲁克海文国家实验室进行测试。
  
  为了取得进一步的发展,这些科学家们正在考虑在其他应用和其他类型的电池中使用他们的新材料。马里兰大学(UMD)科学家表示,他们的研究策略可以应用于其他高能量转换材料,未来的研究可能会使用这种方法来改进其他电池系统。这种材料最直接的用途可能在于消费电子产品进入电动汽车和固定储能中。
  
  “从性能的角度来看,这非常令人印象深刻。”Lux Research公司分析师Christopher Robinson表示,“其1000个循环周期令人印象深刻。”
  
  然而,就应用而言,Robinson表示固定式储能将不是氟化铁技术最主要的用途。他说,能量密度不一定是静止储能最重要的因素。项目整个生命周期的平均成本是一个更重要的指标,在这个尺度上,相对于传统锂离子化学的效率损失甚至会增加。
  
  “我读过这篇论文,并且留下了深刻的印象。”Robinson说,但他表示,随着其他技术的进步,在进入商业市场之前已经花了十年左右的时间进行研究。
  
  编辑:Harris
  
  

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