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            負(fù)極材料 用在正極是否現(xiàn)實(shí)

            江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司  2020-06-24  點(diǎn)擊584次

                    鋰電池每天為我們的手機(jī)、電腦和電動(dòng)汽車提供電力。但鋰資源也面臨儲(chǔ)量有限、分布不均的問(wèn)題,難以滿足未來(lái)大規(guī)模的儲(chǔ)能需求。科學(xué)家們已經(jīng)轉(zhuǎn)向其他低成本的金屬元素,如鎂離子電池。

                    近日,中國(guó)科學(xué)院深圳高級(jí)研究所唐永兵研究團(tuán)隊(duì)研制出了首款新型鎂基雙離子電池?!迸c傳統(tǒng)的鋰離子電池不同,石墨通常用作負(fù)極材料。團(tuán)隊(duì)成員張帆博士告訴深圳商報(bào)記者:“這次開發(fā)的鎂基雙離子電池使用石墨作為正極。”在傳統(tǒng)鋰離子電池中,常用的正極材料是鋰鈷化合物,負(fù)極材料主要是石墨,負(fù)極材料的燒結(jié)主要使用鳳谷鋰電粉體材料回轉(zhuǎn)窯。電解液通常是含有鋰鹽的有機(jī)溶劑。充電時(shí),鋰離子“流出”正極材料,通過(guò)電解液,移動(dòng)到負(fù)極進(jìn)行反應(yīng);放電時(shí),鋰離子從負(fù)極移動(dòng)到正極。

                   “鋰離子電池能量密度高、使用壽命長(zhǎng),因此得以大規(guī)模應(yīng)用,但是由于儲(chǔ)量有限,人們需要研發(fā)其他種類的電池?!睆埛嬖V記者,“鎂離子電池具有高容量、儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì),在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域有良好應(yīng)用前景。”

                     關(guān)于鎂離子電池的研究目前尚處于初級(jí)階段,"若你可以做到越多次數(shù)電極互換的來(lái)回,你就能為電池充電更多次,且還可在充電過(guò)程中使用電池."Cabana進(jìn)一步解說(shuō),"在我們的研究案例中,我們希望有最大的電子數(shù)量,以便移動(dòng)離子,因?yàn)楫?dāng)離子進(jìn)入或離開時(shí),會(huì)扭曲電極材料的結(jié)構(gòu),然越多結(jié)構(gòu)被扭曲,就有越大量的能量會(huì)消耗在搬回離子,如此一來(lái),就會(huì)變得更難對(duì)電池充電."針對(duì)以上問(wèn)題,團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型鎂基雙離子電池,采用一種PTCDI小分子有機(jī)材料作為負(fù)極,石墨材料則作為正極。此外,將含有鎂鹽的離子液體作為電解液。

                   “在單離子電池如鋰離子電池中,電解液中的鋰離子會(huì)在正負(fù)極之間移動(dòng),就像搖椅一樣來(lái)回晃動(dòng)。而雙離子電池中,則是電解液中的陽(yáng)離子和陰離子同時(shí)分別移動(dòng)到負(fù)極材料和正極材料上,發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng),從而實(shí)現(xiàn)充放電?!睆埛忉尩?。據(jù)悉,團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明,該鎂基雙離子電池具有優(yōu)異的倍率性能和循環(huán)性能,20C的高倍率充放電容量保持率為85%,在5C倍率下循環(huán)500次后的容量保持率為95.7%。張帆表示,該項(xiàng)研究為發(fā)展新型鎂離子電池提供了新的思路,未來(lái)在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

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