创建高能量密度电池使用铝

高能量密度,电力设备和稳定充电数千次安全、可靠地两个品质好电池。在过去的三十年中,锂离子电池主导市场,展示他们的表现在电动汽车,智能手机和笔记本电脑。

然而,电池研究人员已开始测试锂离子电池的极限。作为新一代远程车辆和电动飞机进入市场,寻找更安全,更便宜和更强大的电池系统,超过锂离子正在加剧。

的乔治亚理工学院的研究小组,由马修·麦克道尔学院副教授在乔治·w·伍德拉夫机械工程和材料科学与工程学院,是利用铝箔生产电池具有更高的能量密度和更大的稳定性。亚博网站下载亚博老虎机网登录

该集团的新电池系统可以使电动汽车运行再一次充电,以更低的成本生产所有同时拥有一个积极的环境影响。该研究发表在《华尔街日报》自然通讯。

我们一直在寻找电池具有更高的能量密度,从而使电动汽车驱动为更远的距离。有趣的是,我们可以使用铝电池材料,因为它是划算的,高度可回收的,容易处理。

马修·麦克道尔副教授,乔治·w·伍德拉夫机械工程学院乔治亚理工学院

用铝制造电池的概念并不新鲜。在1970年代,研究人员探索它的潜力,但它不工作。

铝骨折和失败后,一些传统的锂离子电池的充放电周期由于扩张和收缩随着锂的材料。铝是决心不被开发人员一个可行的电池材料,和概念在很大程度上是被遗弃了。

固态电池现在已经进入了竞技场。而锂离子电池组成一个易燃液体会导致火灾,固态电池包含一个不易燃的固体材料,可能会更安全。固态电池允许新的高性能活性材料的公司。亚博网站下载

作为诺乔治亚理工大学创新中心,佐治亚理工学院团队与诺合作,领先的铝制造商和世界上最大的铝的回收商。

研究小组知道使用铝材料在电池的anode-the带负电的锂电池存储创建能源将有能量,成本,和生产效益,但纯铝箔迅速在电池测试时失败。

集团选择尝试一些新的东西。,而不是使用纯铝箔,他们在少量的其他材料混合创建箔具有独特的微观结构,或材料的安排。亚博网站下载超过100种不同的材料进行了测试,看看亚博网站下载他们会在电池。

我们需要把材料,解决铝电池阳极的基本问题。我们新的铝箔阳极证明显著改善性能和稳定性实现固态电池时,与传统的锂离子电池。

Yuhgene Liu研究第一作者,博士学生,乔治亚理工学院的

研究小组发现,铝阳极可以存储更多的能量,比其他类型的锂阳极材料。亚博网站下载最后,他们生产的电池可能比锂离子电池的能量密度高。

我们铝阳极的好处之一,我们兴奋的是,它使性能提高,但它也可以是非常划算的。最重要的是,当使用箔直接作为电池组件,我们删除大量的制造步骤通常会被要求生产电池材料。

马修·麦克道尔副教授,乔治·w·伍德拉夫机械工程学院乔治亚理工学院

几家公司正在短程电动飞机,但电池的限制因素。电池今天没有足够的能量飞机在距离超过150英里。新电池化学反应需要,麦克道尔团队的铝阳极电池有可能为更强大的电池技术。

刘补充道,“这些铝箔阳极的初步的成功提供了一个新的方向发现其他潜在的电池材料。亚博网站下载这个希望打开通路重新更energy-optimized和具有成本效益的电池结构。”

为了更好地理解大小如何影响铝的行为,团队目前正在扩大电池的大小。为了为电池系统开发非常负担得起的衬托,该集团还积极调查其他材料和微观结构。亚博网站下载

麦克道尔总结道,“这个故事是关于一个材料知道很长一段时间,但在很大程度上是被遗弃在电池早期发展。但随着新知识,结合新技术的固态battery-we已经想出如何重振这个想法,实现真正有前途的性能。”

期刊引用:

刘,Y。,等。(2023)。铝箔负电极与多相组织全固态锂离子电池。自然通讯。doi.org/10.1038/s41467 - 023 - 39685 - x。

来源:https://www.gatech.edu/