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充电一次可以跑630公里的电池
【字体: 大 中 小 】 时间:2022年10月09日 来源:Advanced Functional Materials
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POSTECH-UNIST联合研究团队成功开发出最大能量密度的无阳极锂电池,将能量密度提高了40%。
仅去年一年,国内新注册的电动汽车(ev)就超过了10万辆。挪威是唯一一个与此数字相当的国家。目前常见的电动汽车,决定电池寿命和充电速度的核心材料是负极材料。国内电池业界一直致力于通过引进新技术或其他负极材料,寻找提高电池容量的革命性方法。但如果我们完全摆脱负极材料呢?
浦项理工大学Soojin Park教授和化学系博士研究生Sungjin Cho与蔚山科学技术院(UNIST)Dong-Hwa Seo教授、Dong Yeon Kim博士(音译)合作,开发出了单次充电续航时间长的无阳极锂电池。
新开发的无阳极电池的容量能量密度为977Wh/L,比传统电池(700wh/L)提高40%。这意味着电池一次充电可以行驶630公里。
由于锂离子在重复充放电过程中进出电极,电池通常会改变负极材料的结构。这就是为什么电池容量会随着时间的推移而下降。人们认为,如果不使用负极材料而只使用裸阳极集电极充放电,那么决定电池容量的能量密度就会增加。然而,这种方法有一个关键的弱点,导致阳极体积的显著膨胀和缩短电池的生命周期。它膨胀是因为阳极中没有稳定的锂存储空间。
为了克服这一问题,研究小组在常用的碳酸盐基液体电解质中添加离子导电基板,成功开发出无阳极电池。衬底不仅形成了阳极保护层,而且还有助于最小化阳极的体积膨胀。
研究表明,该电池保持了4.2毫安毫安厘米的高容量-2高电流密度2.1毫安厘米-2在碳酸盐基液体电解质中长时间存在。从理论和实验上也证实了衬底可以储存锂。
此外,更引人注目的是,该团队成功地展示了固态半电池使用银基硫化物基固体电解质。该电池可以长期保持高容量,预计将加速非爆炸性电池的商用化。