2021年1月18日
面对需求的飙升的锂离子电池和锂储量有限,科学家正在寻找锂技术选择。俄罗斯研究人员从Skoltech d门捷列夫大学和研究所的化学物理问题的RAS合成和测试新的聚合物dual-ion锂电池阴极材料。亚博网站下载测试表明,新的阴极承受25000操作周期和费用在几秒钟内,从而优于锂离子电池。阴极还可以用来制造更便宜的钾dual-ion电池。这项研究发表在《能源技术》杂志上。
全世界电力消耗增长,对能源的需求也存储解决方案由于许多设备通常在自主经营模式。锂离子电池可以产生巨大的力量而表现出相当高的放电和充电率每单位质量和存储容量,使他们受欢迎的电子存储设备,电动交通工具,和全球电网。例如,澳大利亚推出一系列大型锂离子电池存储项目管理多余的太阳能和风能。
如果锂电池继续生产数量增长,世界迟早会耗尽锂储备。与刚果生产60%的钴锂离子电池的阴极、钴价格可能飙升。这同样适用于锂,锂矿业的用水量对环境构成了巨大的挑战。因此,研究人员正在寻找新的能源存储设备依赖更容易获得材料在使用锂离子电池工作原理一样。亚博网站下载
该团队使用一个有前途的post-lithium dual-ion技术基于电解质的电化学过程的阴离子和阳离子获得多方面的提高锂离子电池的充电率。另一个好处是,阴极的原型是由聚合物芳香胺合成各种有机化合物。
“我们先前的研究解决聚合物阴极超高速大容量电池,可以充电和放电在几秒钟,但是我们想要更多,”Skoltech Filipp a Obrezkov说博士生论文的第一作者。“我们使用各种选择,包括线性聚合物,其中每个单体的单位只债券和两个邻居。在这项研究中,我们继续研究新的支化聚合物在每个单元至少有三个单位的债券。他们联合起来,组成大型网状结构,确保更快的电极过程动力学。这些材料制成的电极显示充电和放电率更高。”亚博网站下载
一个标准的锂离子电池充满lithium-containing电解质分为阳极和阴极由一个分隔符。充电电池,锂原子的大部分是在阳极的晶体结构。当电池放电的时候,锂原子移动从阳极到阴极通过分离器。俄罗斯团队研究了dual-ion电池电解液的电化学过程的阳离子(例如锂阳离子)和阴离子,进出的阳极和阴极材料的结构,分别。
小说的另一个特性是,在一些实验中,科学家们使用钾电解质代替昂贵的锂的获得钾dual-ion电池。
团队两个新的dihydrophenazine共聚物合成二苯胺(PDPAPZ)和吩噻嗪(PPTZPZ),用于生产阴极。作为阳极,他们使用金属锂、钾。因为这些电池的阴极驱动关键特性原型称为汹涌,科学家们将其组装快速评估新型阴极材料的能力。亚博网站下载
虽然PPTZPZ汹涌显示平均表现,PDPAPZ更有效:锂汹涌与PDPAPZ相当快速充电和放电,同时显示稳定性好和留住25000容量的三分之一,即使操作周期。如果一个普通手机电池一样稳定,这可能是充电和放电日报70年了。PDPAPZ钾汹涌展出的高能量密度398 Wh /公斤。相比之下,普通锂电池的值是200 - 250 Wh /公斤,包括阳极和电解质的重量。因此俄罗斯团队证明,聚合物可以创建高效的锂、钾dual-ion电池阴极材料。亚博网站下载
来源:https://www.skoltech.ru/