新型電極提升電池容量 并可快速充電
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-03-06 11:50
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電動(dòng)車(chē)和其他移動(dòng)設(shè)備可以使用快速充電電池在一個(gè)小空間里儲(chǔ)存大量的能量。據(jù)外國(guó)媒體報(bào)道，克拉克森大學(xué)的研究小組計(jì)劃為這種電池設(shè)計(jì)電極。他們使用新的合成技術(shù)來(lái)制造由納米硒碳復(fù)合材料制成的電極，這種材料具有可充電電池所需的電氣和機(jī)械性能。
這是高能量密度電池規(guī)劃的一個(gè)新例子，使用硒浸漬單碳作為高容量鋰和鈉金屬電池的獨(dú)立正極。新電池計(jì)劃有三個(gè)優(yōu)點(diǎn):大容量的能量可以儲(chǔ)存在一個(gè)小空間里，電池可以非常快地使用，電池可以非?？斓爻潆?。這些都是電動(dòng)車(chē)等移動(dòng)電池使用中的重要元素。
目前，科學(xué)文獻(xiàn)主要關(guān)注電池的單位能量。然而，對(duì)于汽車(chē)和其他移動(dòng)應(yīng)用，首先應(yīng)該考慮的是能量密度(單位體積的能量)。這項(xiàng)研究提出了一種新的電池?cái)?shù)據(jù)規(guī)劃方法，解決了這一被低估的關(guān)鍵因素，這與現(xiàn)有的先進(jìn)技術(shù)截然不同。與傳統(tǒng)的具有高比表面積的納米結(jié)構(gòu)多孔電極不同，這項(xiàng)工作采用了相反的方法，創(chuàng)建了一個(gè)薄的、無(wú)孔的單電極片。該薄膜是機(jī)械自支撐的，可能完全不需要正極收集器，進(jìn)一步減少電池容量。在汽車(chē)和電網(wǎng)中，硒金屬電池正成為傳統(tǒng)離子電池的高能量替代品。
按體積計(jì)算，新電池的正極，一個(gè)由硒和碳組成的薄結(jié)構(gòu)，其能量是多孔硒數(shù)據(jù)的兩倍。由于硒碳電極內(nèi)部保持了納米結(jié)構(gòu)，所以其充電速度和電池可回收性(電極損壞前的充電次數(shù))都很好。硒碳電極體積密度較高，為2.37g/cc，理論充電容量(體積容量)達(dá)到1121mah/cc。對(duì)于鋰(Li)的存儲(chǔ)，正極提供了1028毫安時(shí)/毫升的可逆容量，在300次充放電循環(huán)后保持82%的容量。
新電極具有無(wú)與倫比的容量能量密度，li-se為1727 Wh/L(商用鋰離子電池為770 Wh/L)， na-se為980 Wh/L，總?cè)萘看笾孪嗤?。在不同的充電速率下，隨著電流密度的增加，其容量可保持在60%以上，是大功率電池系統(tǒng)和汽車(chē)快速充電的理想選擇。
