斯坦福科学家发明新型锂离子电池

2020-04-16      1111 次浏览

日前,斯坦福大学的研究者打造了一款纯正的锂电池,可以让电动车一次跑480公里,实现了锂电池技术的飞跃。


什么是纯锂电池?


在《自然纳米技术》杂志发表的研究报告中,我们可以找到答案。


如今市场上的锂电池确切地说应该称电解锂电池,锂仅仅以电解质的状态(即锂离子)存在。这种电池有三个重要组成部分,分别为:电解质提供电子,分别在阳极和阴极接受放电。


据斯坦福大学材料科学与工程系教授YiCui解释,在所有可以用于阳极的材料中,锂无疑是最有潜力的,有些人称之为圣杯,因为锂具有先天的优势重量轻、体积小、效率高。



YiCui-斯坦福大学材料科学与工程系教授,研究团队负责人


但是,科学家们用了多年时间才终于把圣杯变成现实。斯坦福团队解决了这个非常棘手的科学难题,实现了将锂放置在阳极。


圣杯奢华的体验


在最近的这项技术突破中,斯坦福的研究团队称,他们使用纳米科技制造出了纯锂电池。


美国前能源部长朱棣文(StevenChu)也是研究团队的成员之一。


如果我们能将电力密度增至三倍,同时把成本降低四分之一,这将是激动人心的结果,朱棣文表示,我们将拥有三倍于现有电池续航能力的手机,以及单次充电行驶里程超过300英里、价格仅25,000美元的纯电动汽车关键是驾乘体验比每加仑燃油里程40迈(mpg)的汽车更棒。


圣杯的技术突破


阳极常用的材质,一般是硅和石墨,在充电过程中将发生反应吃掉电子,而锂的反应通常更为剧烈,将吃掉更多电子,受热膨胀不均匀。


另外,阳极与电解质接触时会释放大量热,锂阳极与电解质之间强烈的化学反应会消耗电解质,缩短电池寿命。


为克服这三大障碍,斯坦福的研究员们设计建造了一间蜂窝状的微观隔离层称之为纳米球这样就能创建一个灵活的钝感膜,避免不稳定的锂参加反应。


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