鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1121次 | 2021年09月21日
破解鉛酸電池電流之謎
化學(xué)家已破解150年的奧秘,就是什么賦予鉛酸電池獨(dú)特性能,使它能出現(xiàn)浪涌電流,這種電池見于大多數(shù)汽車的引擎蓋下。來源:牛津大學(xué)鉛酸電池能夠出現(xiàn)非常大的電流,這是啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)所要的,這樣的電流源自極高導(dǎo)電性的電池負(fù)極材料,就是二氧化鉛。然而,雖然這種類型的電池發(fā)明于1859年,但是,到現(xiàn)在為止,二氧化鉛高導(dǎo)電性的根本原因仍然困惑著科學(xué)家們。
有一組研究人員,來自英國牛津大學(xué)(OxfordUniversity),巴斯大學(xué)(UniversityofBath),都柏林三一學(xué)院(TrinityCollegeDublin)和國際衛(wèi)星電離層研究中心(ISIS:InternationalSatellitesforIonosphericStudies)中子散裂源(neutronspallationsource),他們首次解釋了二氧化鉛高導(dǎo)電性的根本原因。
已經(jīng)報(bào)道過這一研究,發(fā)表在最近一期的《物理評論快報(bào)》(PhysicalReviewLetters)上。
鉛酸蓄電池具有獨(dú)特性能,出現(xiàn)的浪涌電流超過100安培,可以轉(zhuǎn)動(dòng)汽車起動(dòng)電機(jī),關(guān)鍵是因?yàn)?,事?shí)上,二氧化鉛儲存化學(xué)能量,在電池負(fù)極具有很高的導(dǎo)電性,從而會出現(xiàn)大量電流,滿足需求,魯斯艾格戴爾(RussEgdell)說,他是牛津大學(xué)化學(xué)系教授,也是這篇論文的作者。
然而,二氧化鉛導(dǎo)電性的根源,仍然存在爭議。其他氧化物具有相同的結(jié)構(gòu),如二氧化鈦,但卻是電絕緣體。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
通過結(jié)合計(jì)算化學(xué)和中子衍射(neutrondiffraction),這一小組證明,二氧化鉛本質(zhì)上是一種絕緣體,具有微小的電子帶隙(bandgap),但不可防止地變成電子富集狀態(tài),這是由于晶格缺氧,使這種材料從絕緣體變成金屬導(dǎo)體。
研究人員認(rèn)為,這些見解可開辟新的途徑,以選擇改進(jìn)材料,用于現(xiàn)代電池技術(shù)。
艾格戴爾教授說:這項(xiàng)研究表現(xiàn)出活力,他們結(jié)合了預(yù)測材料建模與最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)測量。
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