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科研人员合成新的纳米材料 将锂电池容量新增3倍

时间:2021-12-16 16:53:24来源:

导语:​罗斯国立研究型工艺技术大学科研人员合成了一种新的纳米材料,可以取代目前在锂离子电池中使用的低效石墨,从而提高了锂离子电池的容量,延长了使用寿命。相关研究结果发表在《合金与化合物》杂志上。

  国立研究型工艺技术大学功能纳米系统与高温材料系研究人员叶夫根尼·科列斯尼科夫说:“我们获得的化合物Cu0.4Zn0.6Fe2O4多孔纳米微球作为阳极材料,其容量是市场上现有电池的3倍,同时,与其他有前途的替代品相比,其充放电循环次数增加了4倍。这种改进依靠的是特殊的纳米结构和所用元素之间的协同效应。”

  由于使用喷雾热解法,最终材料的合成可以一步完成,没有中间步骤。为此,科学家解释说,借助于超声波将含有所需金属离子的水溶液转化为雾,然后在高达1200℃的温度下蒸发溶剂和分解原始金属盐。结果获得具有在锂离子系统中工作所需孔隙率的微米或亚微米球。

  延伸阅读:

  锂电池的基本参数

  1、电池容量:锂电池的容量取决于电池中活性物质的数量,通常以毫安时或安时表示。

  2、标称电压:锂电池正负极之间的电势差称为电池的标称电压。标称电压由极板材料的电极电位和内部电解液的浓度决定。

  3、充电终止电压:当可充电电池完全充电时,极片上的活性物质已达到饱和状态,如果电池继续充电,则电池的电压不会上升,这种电压称为充电终止电压。

  4、放电终止电压:放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。放电终止电压和放电率有关。

  5、电池内阻:锂电池的内阻决定于极板的电阻和离子流的阻抗,在充放电过程中,极板的电阻是不变的,但离子流的阻抗将随电解液浓度的变化和带电粒子的增减而变化。

  6、电池自放电率:锂电池在储存过程中,容量会逐渐下降,其减少的容量与锂电池容量的比例,称为自放电率。用“%/月”表示。自放电率越低,贮存性能越好。

  锂电池的作用

  ①抑制电池极化,减少热效应,提高倍率性能;

  ②降低电池内阻,并明显降低了循环过程的动态内阻增幅;

  ③提高活性物质与集流体的粘附力,降低极片制造成本;

  ④提高磷酸铁锂电池的高、低温性能,改善磷酸铁锂、钛酸锂材料的加工性能。

  锂电池的价值何在?

  锂电池储能是目前储能产品开发中最可行的技术路线。锂电池具有能量密度大、自放电小、没有记忆效应、工作温度范围宽、可快速充放电、使用寿命长、没有环境污染等优点,被称为绿色电池。当下许多企业的推动下,锂电池成为储能主流电池技术的趋势越来越明显。

  废旧锂电池主要采用物理回收方法,辅以“三废”处置措施,具有绿色低碳、节能环保、无二次污染等特点,并兼顾经济与环保效益,既实现有价组分的利用,又可对有害组分无害化处理。随着锂离子电池应用的越来越广泛,回收锂离子电池中的有价金属、减少对环境造成的污染、缓解资源匮乏等问题,具有重要的社会意义和经济意义。

  随着生态环境和气候变化形势日益严峻,以优先发展可再生能源为特征的能源革命已成为必然趋势。目前新能源尚无法完全替代传统化石能源,新能源技术的革新还需要社会、行业和企业去推动,业界应以发展的眼光看待任何一个新出现的技术。每种技术的优势差异必然存在与其相对应的市场,市场才是技术真正的试金石。


标签: 锂电池

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