小编采访

黑子的篮球,attend,成都大学-尼采书香

佛罗里达州立大学和康奈尔大学一个研讨小组发现,由廉价而安全的部件制成的电池,其电池能效是现在最先进锂离子电池的三到四倍,其研讨宣布在《天然通讯》上。法姆-佛罗里达州立大学工程学院的博士后研讨员Nijamudheen和康奈尔大学的博士生Snehashis Choudhury,以及这两所大学的教职员工,开端了一项雄心壮志的研讨,研讨是什么阻挠了现在的电池规划,以及怎么改善它。

假如咱们看一下电池本钱随时刻的改变,就会发现这个矢量一直在上升,这并不古怪,广泛选用电池技能需求更低的本钱。为了下降这些本钱,研讨人员处理了几个与电解质有关的具体问题。电解质是电池结构的要害部分,能够促进离子从一个电极向另一个电极的移动。研讨小组开端研讨电解质在电池电极上降解的化学进程,研讨人员不只发现了电解质降解的机制,还发现了多种处理方法,发现控制负极构成的相间离子特性是要害。

经过量子核算,Nijamudheen和导师,fsu化学工程助理教授Jose menza - cortes发现,这个问题源于电解液中一种叫做二甘醇成分发作聚合的方法。聚合是一种分子经过化学结合发生一种叫做聚合物的长链状分子进程。就电池而言,电解质在与电池的正极和负极长时刻触摸后,常常会割裂并从头构成更大的分子。康奈尔大学(Cornell University)教授、乔杜里的参谋林登·阿彻(Lynden Archer)说:虽然降解进程自身是无害的,但副产品会阻挠离子进入电池电极,跟着时刻的推移,这会削减电池所能贮存的能量。

但是,虽然这一进程发生的某些聚合物会阻挠离子抵达电极,但其他聚合物已被证明在延伸电池寿数方面有用。在把握了聚合核算之后,研讨人员开端研讨聚合进程不会影响电池功能的其他类型电解质。一般,锂电池是由有机碳酸盐电解质制成,但这些电解质高度易燃。因而,为下降热失控和电池火灾危险,有必要运用贵重的热调理基础设施来供给过热电池单元的冷却。相反,研讨人员测试了一种不易燃的安稳电解质锂硝酸盐电解质。运用这种电解质,研讨人员开端在固态电解质间相(SEI)上进行试验。

SEI是因为电解液分化而构成的一层维护层,一般在电池的第一个周期。法姆-佛罗里达大学工程学院的助理教授门多萨-科尔特斯说:一旦有了一个好的SEI,就有了一个好的电池,研讨的主意是找到一种电解质和溶剂,能够构成一种安稳的SEI。研讨人员运用献身盐或经过电解质引进的分子物种,在电池中天然构成一种新式SEI。还引进了链转移剂(一串分子),与二甘醇相互作用,构成一个屏蔽层,维护带负电荷的电极不被降解。

为了评价规划的有用性,研讨团队对电池的运用才能进行了一系列的试验,然后再充电。发现,这种电池能够循环大约2000次,远高于传统的300到500次充电,而传统充电周期与大多数锂离子电池有关。经过这个进程,能够获得这种体系史无前例的功率,研讨改善了SEI。这将意味着更耐久的电力供应,有很大的潜力。

推荐新闻