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俄羅斯或制出長壽命、充放電速度快的儲能電池

日期:2019-09-17  來源:互聯網    點擊:
       充放電速率是鋰離子電池的關鍵特性之一。大多數現代商用儲能電池都需要至少一個小時才能充滿電,應用范圍受到了巨大的限制,特別是限制其用于電動汽車。
      據報道,由俄羅斯斯科爾科沃科技學院(Skoltech)Pavel Troshin教授領導的一組研究人員研究了配位聚合物,該種化合物幾乎沒有在金屬離子電池中得到應用,但是研究人員展示了該聚合物具備高充放電率以及高穩定性,可用于未來的儲能設備。
      充放電速率是鋰離子電池的關鍵特性之一。大多數現代商用儲能電池都需要至少一個小時才能充滿電,應用范圍受到了巨大的限制,特別是限制其用于電動汽車。而最常用的陽極材料 – 石墨等活性材料隨著充電速度的提升,容量會顯著下降。為了在保持高充電率的同時,讓電池容量保持較高水平,活性電極材料必須具備高電子和離子導電性,而新發現的配位聚合物由芳香胺和鎳或銅等過渡金屬鹽組成,正符合該要求。盡管此類化合物前景很好,但是研究人員仍未探索是否它們能夠應用于鋰離子電池。
       最近,斯科爾科沃科技學院與俄羅斯化學物理問題研究所的一組由P. Troshin教授領導的科學家和德國科隆大學以及俄羅斯烏拉爾聯邦大學合作,專注于研究基于四氨基苯的鎳和銅線性聚合物。雖然該線性聚合物與二維競品相比,表現出更低的初始電子導電率,但是能夠作為陽極材料,在不到一分鐘的時間內完成充放電,因為摻雜了鋰,在第一次放電后,其導電率會急劇增加。
      此外,研究人員發現此類陽極材料在充放電速率很高的同時,還具有良好的穩定性,在經過多達2萬次充放電循環后,仍可以保留高達79%的最大容量。
       而且,研究人員還發現基于銅的聚合物既可用作陽極又可用作高容量的陰極材料。研究人員指出,盡管該陰極還不能以穩定的方式工作,還是有很多機會可以進行結構優化。該研究第一作者斯科爾科沃科技學院博士生Roman Kapaev表示:“有很多方式可以微調該配位聚合物的特性,實際上,我們正在處理一種構造工具包,能夠輕松替換或改變聚合物中的成分,既可以改變胺的結構,又可以改變過渡金屬陽離子,從而提升容量,增加或減少氧化還原電位,提升穩定性和各種其他性能!

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