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      尋找可超快充電并可持續電動汽車電池的陽極材料

      放大字體  縮小字體 發布日期:2022-02-28
       

      日本研究人員在電極中使用一種生物基聚合物,這種聚合物在數千次循環后仍舊可以保持容量。

      研究人員繼續研究工作,制造出比目前人們每天使用的設備充電更快的電池,同時也在尋找環保的電池材料。

      一些最新的研究來自日本先進科學技術研究所(JAIST)的研究人員,該研究團隊研發了一種新型電池陽極材料,可以制造出一種超快充電裝置。

      此外,用于陽極的材料是一種生物基聚合物,可以在數千次循環后仍保持原有容量,研究人員采用了一種環保方法來研發這種電極。

      技術研究所JAIST的研究團隊負責人Noriyoshi Matsumi教授說,研究人員正在關注著電動汽車(EV)上的應用,市面上的電池充電時間大約40分鐘。因此,更快的電池充電也將推進更多的全球可持續性實踐。

      Noriyoshi Matsumi教授在新聞發言中說:“更短的充電時間對于消費者來說選擇電動汽車要比汽油車更具有吸引力,最終,在世界各大城市帶來更清潔的環境。” 

      日本研究人員已經研發了一種鋰離子電池的陽極材料,該材料具有高氮含量并且增強層間距,以用于跨層和層間更快的鋰離子動力學。該材料同時兼具穩定性,在數千次循環后依舊可以保持原始容量。

      陽極的設計與性能

      研究人員說,為了制作陽極,Matsumi團隊使用一種簡單高效的方法來生產氦含量極高的碳基陽極。

      該研究團隊用一種稱為聚苯并咪唑(benzimidazole)的生物聚合物作為前驅體,在800攝氏度下進行煅燒。研究人員表示,我們制備出了氦含量高達17%的碳陽極,這是此類電池的合成記錄。

      研究人員說,團隊通過研發,對半電池(half-cells)與全電池(full-cells)的充放電進行試驗,測試了電池陽極與石墨的性能,石墨通常用于鋰離子電池的陽極。

      研究表明,通過其高氦含量的組合和增強層間間距這兩方面,在制造更快充電裝置方面取得了重大進步,在跨層和層間推動了更快的鋰離子動力學。該研究報道發表在《Chemical Communications》雜志。

      Matsumi在新聞發言中說:“使用我們的研究方法將推進對具有快速充放電能力的陽極材料的結構與性能之間關系的研究。”

      該研究團隊還進行了續航力的測試,該測試顯示,即使在3000次高速充放電循環后,使用提議的陽極材料的電池仍可以保持90%的初始容量。超過了石墨電池的容量。

      在未來,研究人員著眼于聚合物前驅體結構性的改進,他們認為這樣可以提高材料的性能。研究人員說,這或許不僅使陽極可以用于電動汽車的電池上,還可以用于移動電話等便攜式電子設備中。

       

      中國化學與物理電源行業協會 楊柳翻譯

      2022.2.18

       
      關于我們:中國化學與物理電源行業協會(China Industrial Association of Power Sources,縮寫:CIAPS) 是由電池行業企(事)業單位自愿組成的全國性、行業性、非營利性的社會組織。協會成立于1989年12月,現有530多家會員單位,下設堿性蓄電池與新型化學電源分會、酸性蓄電池分會、鋰電池分會、太陽能光伏分會、干電池工作委員會、電源配件分會、移動電源分會、儲能應用分會、動力電池應用分會和電池隔膜分會等十個分支機構。
      本會專業范圍包括:鉛酸蓄電池、鎘鎳蓄電池、氫鎳蓄電池、鋅錳堿錳電池、鋰一次電池、鋰離子電池、太陽電池、燃料電池、鋅銀電池、熱電池、超級電容器、溫差發電器及其他各種新型電池、電池系統解決方案,以及各類電池用原材料、零配件、生產設備、測試儀器和電池管理系統等。

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