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寻找可超快充电并可持续电动汽车电池的阳极材料

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-02-28
 

日本研究人员在电极中使用一种生物基聚合物,这种聚合物在数千次循环后仍旧可以保持容量。

研究人员继续研究工作,制造出比目前人们每天使用的设备充电更快的电池,同时也在寻找环保的电池材料。

一些最新的研究来自日本先进科学技术研究所(JAIST)的研究人员,该研究团队研发了一种新型电池阳极材料,可以制造出一种超快充电装置。

此外,用于阳极的材料是一种生物基聚合物,可以在数千次循环后仍保持原有容量,研究人员采用了一种环保方法来研发这种电极。

技术研究所JAIST的研究团队负责人Noriyoshi Matsumi教授说,研究人员正在关注着电动汽车(EV)上的应用,市面上的电池充电时间大约40分钟。因此,更快的电池充电也将推进更多的全球可持续性实践。

Noriyoshi Matsumi教授在新闻发言中说:“更短的充电时间对于消费者来说选择电动汽车要比汽油车更具有吸引力,最终,在世界各大城市带来更清洁的环境。” 

日本研究人员已经研发了一种锂离子电池的阳极材料,该材料具有高氮含量并且增强层间距,以用于跨层和层间更快的锂离子动力学。该材料同时兼具稳定性,在数千次循环后依旧可以保持原始容量。

阳极的设计与性能

研究人员说,为了制作阳极,Matsumi团队使用一种简单高效的方法来生产氦含量极高的碳基阳极。

该研究团队用一种称为聚苯并咪唑(benzimidazole)的生物聚合物作为前驱体,在800摄氏度下进行煅烧。研究人员表示,我们制备出了氦含量高达17%的碳阳极,这是此类电池的合成记录。

研究人员说,团队通过研发,对半电池(half-cells)与全电池(full-cells)的充放电进行试验,测试了电池阳极与石墨的性能,石墨通常用于锂离子电池的阳极。

研究表明,通过其高氦含量的组合和增强层间间距这两方面,在制造更快充电装置方面取得了重大进步,在跨层和层间推动了更快的锂离子动力学。该研究报道发表在《Chemical Communications》杂志。

Matsumi在新闻发言中说:“使用我们的研究方法将推进对具有快速充放电能力的阳极材料的结构与性能之间关系的研究。”

该研究团队还进行了续航力的测试,该测试显示,即使在3000次高速充放电循环后,使用提议的阳极材料的电池仍可以保持90%的初始容量。超过了石墨电池的容量。

在未来,研究人员着眼于聚合物前驱体结构性的改进,他们认为这样可以提高材料的性能。研究人员说,这或许不仅使阳极可以用于电动汽车的电池上,还可以用于移动电话等便携式电子设备中。

 

中国化学与物理电源行业协会 杨柳翻译

2022.2.18

 
关于我们:中国化学与物理电源行业协会(China Industrial Association of Power Sources,缩写:CIAPS) 是由电池行业企(事)业单位自愿组成的全国性、行业性、非营利性的社会组织。协会成立于1989年12月,现有530多家会员单位,下设碱性蓄电池与新型化学电源分会、酸性蓄电池分会、锂电池分会、太阳能光伏分会、干电池工作委员会、电源配件分会、移动电源分会、储能应用分会、动力电池应用分会和电池隔膜分会等十个分支机构。
本会专业范围包括:铅酸蓄电池、镉镍蓄电池、氢镍蓄电池、锌锰碱锰电池、锂一次电池、锂离子电池、太阳电池、燃料电池、锌银电池、热电池、超级电容器、温差发电器及其他各种新型电池、电池系统解决方案,以及各类电池用原材料、零配件、生产设备、测试仪器和电池管理系统等。

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