锂电池充电有望大加速?新型阳极材料可帮助锂离子更平滑传输

2022-09-09 15:20  财联社

财联社上海9月9日讯(编辑黄君芝)据报道,美国科学家们日前展示了一种新的电极材料,可以帮助锂电池更快地充电。这种材料会在充电过程中实现原子的"最佳排列",以一种新材料的形式来帮助锂离子更平滑的传输。

这项工作是由美国博伊西州立大学和加州大学圣地亚哥分校的研究人员携手进行的,他们着手解决当前锂电池设计中的一个致命弱点,即设备充电速度必须受到限制,不然会影响锂离子从正极到负极的移动。

具体而言,在更快的充电速度下,金属锂会堆积在石墨阳极的表面,这会损害电池的性能,并导致电池短路、过热甚至起火。

在上述新研究中,该团队成功通过一种名为五氧化二铌的化合物来消除了这一障碍,以实现更快的充电。这项研究成果已于近期发表在了《自然材料》杂志上。

锂电池充电有望大加速?新型阳极材料可帮助锂离子更平滑传输

据了解,五氧化二铌中的原子可以很容易地排列成许多稳定的结构,而科学家们碰巧找到了一种相当方便的方法来做到这一点。

研究人员报告称,尽管五氧化二铌在被用作电池阳极时,一开始原子的排列十分混乱,但他们发现,当电池经过多次充放电后,这些原子会排列成有序的晶体结构。

这种纳米结构是科学家以前从未见过的。它被描述为一个立方岩盐框架,当电池充电时,它能更容易地将锂离子输送到阳极。这导致了在高充电速度下的"卓越"循环稳定性,电池在400次循环后仍能保持99.93%的高库仑效率。

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