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科学家探究用钠取代锂离子电池中的锂,进而制备高效能电池

来源:材料科技在线|

发表时间:2018-09-15

点击:8966

据American Chemical Society杂志发表的一项研究显示,伯明翰大学的科学家正在为用钠离子替换锂离子电池中的锂铺平道路


锂离子电池(LIB)是可充电的,广泛用于笔记本电脑,移动电话以及混合动力和全电动车辆。目前电动汽车是在可持续交通时代对抗城市污染,实现清洁的关键技术。


然而,锂价格昂贵,资源分布不均匀。随着锂需求的增加,大量的饮用水被用于锂提取,而且锂提取技术变得越来越耗能 -,因此减小成本和能量消耗是可持续性方面的“自己的目标”。


随着人们对电动汽车的需求不断增长,对可靠的可充电电池的需求进而急剧增加,因此人们对寻找廉价且易于接近的除锂之外的电荷载体具有浓厚的兴趣。


钠价格便宜,可以在海水中找到,因此几乎是无限的。然而,钠是比锂更大的离子,因此在现有技术中不可能简单地将其“变换”为锂。例如,与锂不同,钠不适合普遍存在的LIB阳极的碳层,即石墨。


科学家需要找到新材料作为钠离子电池的电池组件,这些电池将与锂电池在容量,电荷速度,能量和功率密度相媲美。


来自伯明翰大学冶金与材料系的Andrew Morris博士的团队能够通过在超级计算机上运行量子力学模型,预测当钠被插入磷时会发生什么


与剑桥大学的Lauren Marbella博士和Clare Gray教授团队合作,他们进行了验证预测的实验,他们发现磷在充电的中间阶段形成螺旋。


研究人员确定了电极的最终成分,在相同重量下,电荷载体的最终容量是石墨的七倍。 这为我们提供了如何制造高容量钠离子阳极的新见解.


Andrew Morris博士说:“这对于计算材料科学来说是一个巨大的胜利。我们预测了磷在2016年将如何表现为电极,现在能够用Grey教授的团队提供实验见解并学习如何使我们的预测变得更好。 令人惊讶的是,理论与实验相结合的方法是无比强大的。”

原文来自:sciencedaily,原文题目:New high-capacity sodium-ion could replace lithium in rechargeable batteries,由材料科技在线团队编译整理。

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