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德克薩斯大學(xué)研究出室溫液態(tài)金屬電池，兼?zhèn)涔虘B(tài)和液態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)

德克薩斯大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種他們稱之為“室溫全液態(tài)金屬電池”的東西，把液態(tài)和固態(tài)電池兩種電池的優(yōu)點(diǎn)都囊括其中。

固態(tài)電池具有強(qiáng)大的儲(chǔ)能能力，但它們通常會(huì)遇到許多問題，導(dǎo)致電池的性能隨著時(shí)間的推移而降低，效率也會(huì)降低。液態(tài)電池則可以更有效地提供能量，而且不會(huì)像固態(tài)電池那樣長(zhǎng)期老化，但它們要么無法滿足高能量需求，要么需要大量資源來持續(xù)加熱電極并使其保持熔融狀態(tài)。

研究人員稱，在他們研發(fā)的電池中，金屬電極可以在20℃（68華氏度）的溫度下保持液化，這是液態(tài)金屬電池有史以來最低的工作溫度。這是一個(gè)重大的變化，因?yàn)槟壳暗囊簯B(tài)金屬電池必須保持在240℃以上的溫度。該論文的第一作者丁宇（音譯）說：“這種電池可以同時(shí)提供固態(tài)和液態(tài)的所有優(yōu)點(diǎn)——能量增高、穩(wěn)定性和靈活性增加，而沒有各自的缺點(diǎn)，同時(shí)還能節(jié)約能源�！痹撜撐陌l(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。

斯坦福大學(xué)研發(fā)出新型鋰基電解質(zhì)，鋰金屬電池性能大幅提高

日前，斯坦福大學(xué)的科學(xué)家開發(fā)出一種新型鋰基電解質(zhì)，或?yàn)槲磥黼姵仳?qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車鋪平道路。在論文中，研究人員展示了他們的新型電解質(zhì)設(shè)計(jì)是如何提高鋰金屬電池性能的，該論文發(fā)表在《自然能源》上。

研究人員余志傲（音譯）說：“電解液?jiǎn)栴}一直是鋰金屬電池的致命弱點(diǎn)，在我們的研究中，我們使用有機(jī)化學(xué)來合理設(shè)計(jì)和創(chuàng)造新的、穩(wěn)定的電池電解質(zhì)�！痹谶@項(xiàng)研究中，余志傲和他的團(tuán)隊(duì)探討了他們是否可以用一種普通的、商業(yè)上可獲得的液體電解質(zhì)來解決穩(wěn)定性問題。“我們假設(shè)在電解質(zhì)分子中加入氟原子會(huì)使液體更穩(wěn)定。氟是鋰電池的電解質(zhì)中廣泛使用的元素。我們利用它吸引電子的能力創(chuàng)造了一種新分子，使鋰金屬陽極在電解質(zhì)中發(fā)揮良好的功能，”余志傲繼續(xù)說道。實(shí)驗(yàn)結(jié)果生成了一種新的合成化合物，簡(jiǎn)稱FDMB，這種化合物易于批量生產(chǎn)。

美國開發(fā)新的化學(xué)技術(shù) 制造出更好的鋰硫電池

由美國馬里蘭大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種新型鋰硫電池陰極，他們說這將把這一有前景的電池技術(shù)提升到更高的性能水平。馬里蘭的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種提高硫陰極能源性能和穩(wěn)定性的方法，即使用各種形式的碳來防止硫與電解質(zhì)中的化學(xué)物質(zhì)結(jié)合。

該研究的主要作者超羅（Chao Luo）解釋說：“我們利用硫與氧/碳之間的化學(xué)鍵來穩(wěn)定硫。這包括高溫處理，以蒸發(fā)'原始'硫并在真空玻璃管中碳化富氧有機(jī)化合物，以形成致密的氧穩(wěn)定的硫/碳復(fù)合物，并具有高硫含量�！�

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)擁有“自發(fā)中空”特性的納米材料 可提升高能鋰電池的性能

鋰離子電池通過在兩個(gè)電極（負(fù)電的陰極和正電的陽極）之間來回傳輸離子來產(chǎn)生電力。但在目前的狀態(tài)下，它們已經(jīng)到了極限。增加鋰離子流動(dòng)的努力因陽極材料的老化而受阻，陽極材料在充電和放電過程中會(huì)膨脹和收縮，導(dǎo)致更大的壓力，從而降低電池的壽命。

科學(xué)家們?cè)凇皔olk-shel ”顆粒中看到了一個(gè)解決方案，由于中空的空隙可以適應(yīng)電池充放電時(shí)的體積變化，同時(shí)提供穩(wěn)定的外表面，從而提高循環(huán)能力。長(zhǎng)期以來，將金屬合金陽極材料換成這些顆粒一直被視為一種有前景的途徑，但事實(shí)證明，以具有成本效益的方式制造它們是有問題的。

“有意地對(duì)中空納米材料進(jìn)行工程化已經(jīng)有一段時(shí)間了，這是一種很有前途的方法，可以提高高能量密度電池的壽命和穩(wěn)定性，”來自佐治亞理工學(xué)院的研究作者M(jìn)atthew McDowell說�！皢栴}一直是，以商業(yè)應(yīng)用所需的大尺度直接合成這些中空納米結(jié)構(gòu)是具有挑戰(zhàn)性的，而且成本很高。我們的發(fā)現(xiàn)可以提供一種更簡(jiǎn)單、精簡(jiǎn)的過程，以類似于有意設(shè)計(jì)的中空結(jié)構(gòu)的方式改善性能。” 該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)銻晶體在充放電循環(huán)過程中會(huì)自發(fā)地、可逆地中空，這一備受期待的特性可以在不影響安全的前提下促進(jìn)更大的能量密度。

無鈷電池真的要來了 錳唱主角儲(chǔ)能翻倍且物美價(jià)廉

美國能源部（DOE）阿貢國家實(shí)驗(yàn)室（Argonne　National　Laboratory）近日發(fā)布消息稱，正在研發(fā)一種以錳為核心材料的電池技術(shù)，用以取代電池陰極中的鈷。該技術(shù)不僅可以用于電動(dòng)汽車，還可以應(yīng)用于風(fēng)力和太陽能等可變能源。阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種含錳陰極材料，與傳統(tǒng)的陰極材料相比，儲(chǔ)能能力可提高100%。該技術(shù)已經(jīng)被授權(quán)給通用汽車在內(nèi)的全球制造商，通用在其雪佛蘭Volt和Bolt車型中就采用了此種陰極材料�，F(xiàn)在，阿貢國家實(shí)驗(yàn)室正在致力于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)，提高陰極材料中的錳含量。

我國科學(xué)家研發(fā)成功石墨烯柔性鋰電池 商用指日可待

北京石墨烯研究院院長(zhǎng)、中科院院士劉忠范教授聯(lián)合北京石墨烯研究院副院長(zhǎng)魏迪教授研究團(tuán)隊(duì)采用柔性石墨烯膜作為集流體，氧化石墨烯改性材料作為凝膠電解質(zhì)多孔支架，制備了高能量密度的全柔性鋰離子電池。測(cè)試結(jié)果表明，該研究制備的全柔性鋰離子電池具有優(yōu)異的能量密度、功率密度、耐高溫性、阻燃性和耐彎折性，在經(jīng)過100000次彎折之后，比容量基本沒有損失。這項(xiàng)研究使柔性鋰離子電池的商業(yè)化應(yīng)用變得指日可待，可以為未來可穿戴電子產(chǎn)品和其他極端條件下的應(yīng)用提供能源。

上海硅酸鹽所提出鋰硫電池“三明治”結(jié)構(gòu)催化-導(dǎo)電界面構(gòu)筑

近期，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員李馳麟與中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員楊明輝合作，設(shè)計(jì)出催化劑-碳-催化劑“三明治”結(jié)構(gòu)的、具有緊湊型二維催化-導(dǎo)電界面的硫宿主材料，實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性的鋰硫電池，相關(guān)成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Angewandte Chemie（2020，doi.org/10.1002/anie.202004048）上。這種三層結(jié)構(gòu)沿厚度方向存在于單個(gè)納米片顆粒中，促使了雙面外層氮化物極性表面對(duì)S/Li2Sx的強(qiáng)保形吸附和高效轉(zhuǎn)化，以及中間碳夾層的高通量電子轉(zhuǎn)移。這些二維形貌的“三明治”結(jié)構(gòu)單元可進(jìn)一步自組裝成有序的三維織構(gòu)，進(jìn)一步加強(qiáng)了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)和催化網(wǎng)絡(luò)的互連。

參考來源：

OFweek鋰電網(wǎng)、微鋰電、cnBeta、證券時(shí)報(bào)網(wǎng)、上海硅酸鹽所

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）

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