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锂电池研究领域中的一些新化学配方

发布日期:2022-10-25 13:06 阅读:

原标题:锂电池研究领域中的一些新化学配方

目前,一些研究机构和企业仍旧在锂电池内尝试着不同的化学配方。

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空气电池

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MIT的一个研究小组声称,通过在铝电极和电解质之间引入防油层,解决了铝空气电池腐蚀的问题。使用电池后,油膜将被抽走并用电解质代替。

其他防止腐蚀的方法一般都要以牺牲性能为代价,包括使用化学腐蚀性较小的不同电解质。在储存过程中将电解液抽出并在使用前重新注入会导致严重腐蚀,并可能堵塞电池组中的泵送系统。在铝空气电池中,即使在电解液从包装中抽出后,铝也会将水吸引到系统中,并且一些电解液会粘在铝电极表面上,从而继续腐蚀。

油膜可以防止水对电极的腐蚀,但在使用时也可以迅速更换,因为铝在浸入水中后很容易防油。MIT的这项补救措施使能量损耗每月仅为0.02%,提高了1000倍以上,并且概念电池在反复使用后放置一到两天可以使用24天,超过了只能持续3天的其他铝空气电池。

氟化物电解质

本田美国研究所的一个研究小组发现,氟化物技术可以提高电池的性能。氟的低原子量理论上可以使能量密度比锂高十倍。但氟化物电池(FIB)技术只能在150°C以上的温度下运行。该团队与加州理工学院和NASA喷气推进实验室的研究人员合作,通过使用具有高离子电导率和在室温下较宽的工作电压的化学稳定的液态氟化物导电电解质,来克服这一问题。该电解质使用溶解在有机氟化醚溶剂中的干燥的四烷基氟化铵盐,并与具有铜、镧和氟核壳纳米结构的复合正极配对,在室温下显示出可逆的电化学循环。

来自本田研究院、加州理工学院和NASA喷气推进实验室的研究人员已经开发出一种氟离子电池。本田研究所首席科学家Christopher Brooks博士说:“氟化物离子电池提供了一种有希望的新型电池化学,其能量密度比目前可用的锂电池高出十倍。与锂电池不同,FIB不会因过热而构成安全风险,并且获得FIB的原材料比提取锂和钴的过程对环境的影响要小得多。”

LNMO正极

丹麦材料开发商HaldorTopsøe正在推进在下一代电池中使用LNMO(锂镍锰氧化物)正极材料。据称,LNMO技术可以实现与NCM电池相似的性能水平,但是成本降低了10-15%,因为它们不使用昂贵的钴,并且使用的镍更少。但LMNO的高电压会降低现有电解质的质量并缩短循环寿命。一旦开发出一种电解质克服高电压下的降解,那么这个概念便会在市场上引起关注。

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