鉅大LARGE | 點擊量:1108次 | 2021年03月17日
鋰離子電池會被鈉鎂材料替代嗎?
鋰離子電池目前已獲得廣泛應(yīng)用,但其具有明顯的缺點,一是含鋰的材料來源有限,二是目前鋰離子電池中使用可燃的液態(tài)電解液,易燃易爆,安全風(fēng)險較大。在瑞士國家科研基金會的支持下,瑞士聯(lián)邦材料研究所、日內(nèi)瓦大學(xué)、保羅謝爾研究所自2015年起聯(lián)合展開了一項科研項目,嘗試用鈉鎂材料替代鋰開發(fā)蓄電池,取得階段性成果。
科研團隊提出一種全固體蓄電池設(shè)計,電池中使用的是固體電解質(zhì)而不是一般常用的液態(tài)電解質(zhì),這種固態(tài)電解質(zhì)是具有晶體結(jié)構(gòu)的含鈉離子或鎂離子的化合物,鈉離子和鎂離子可在其中運動,由帶正電荷的離子在電池電極間的運動實現(xiàn)電子的轉(zhuǎn)移出現(xiàn)電流。
根據(jù)實驗結(jié)果,在常溫(攝氏20度)下,鈉離子即可在固體電解質(zhì)中運動,而且固體電解質(zhì)不會燃燒,并在攝氏300度環(huán)境下仍保持化學(xué)穩(wěn)定性,因此安全性大大新增。因鈉元素材料的來源廣泛,與鋰材料相比幾乎是無限的。雖然鈉材料制成的電池儲存電能的密度比鋰離子電池小,但在對儲能單元體積要求不高的場合仍具有替代鋰離子電池的可能,因此這一結(jié)果具有很重要的應(yīng)用價值。
隨著智能手機屏幕越來越大,耗電量越來越大,智能手機要頻繁充電,給智能手機用戶帶來了非常不方便,假如在戶外,就要充電寶,這種情況可能被解決,手機充一次電,幾個月用不完。
我國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究員及其團隊成功研發(fā)出一種新型高性能、低成本的鉀型雙離子電池技術(shù),在不改變現(xiàn)有鋰離子電池正極材料的情況下,研發(fā)出具有普適性的鋁箔負(fù)極/集流體一體化設(shè)計的新型高效低成本鋰電技術(shù),不僅可以有效降低電池自重和體積,顯著提高質(zhì)量和體積能量密度,而且大大降低了生產(chǎn)制造成本,同時具有廣泛的普適性。
采用該技術(shù)的電池,大大提高電池容量,給手機供應(yīng)持續(xù)電量,這項成果在一年的時間中,不僅在基礎(chǔ)研究方面做出了多項突破和布局;同時,迅速走出實驗室,朝著產(chǎn)業(yè)化的方向快速發(fā)生產(chǎn)展。
隨著我國科技的進步,越來越多的我國技術(shù)引領(lǐng)世界,手機生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),都在快速發(fā)展,我國從制造大國,發(fā)展為技術(shù)強國。
針對鎂材料開發(fā)的固體電解質(zhì)也具有良好性能,鎂離子在攝氏70度條件下可在其中運動。相比早期的一些研究結(jié)果,獲得同樣的導(dǎo)電性能要攝氏400度的條件,科研人員認(rèn)為是在正確的方向上取得了重大進步,展示了進一步改進的潛力和可行性。考慮到鎂離子比鋰離子攜帶的電荷多一倍,材料來源較多,化學(xué)穩(wěn)定性更好,用鎂取代鋰作為電池材料具有更加誘人的前景。
上一篇:為何手機電池在冬天不耐用?
下一篇:新舊鋰離子電池的差別有什么?