凯发K8娱乐|墨沉域和苏小柠的故事|纳米结构锰基材料锂电池更便宜也更环保
天生赢家◈◈✿,k8凯发国际登录◈◈✿!凯发网站凯发天生赢家一触即发◈◈✿,太空材料◈◈✿,k8凯发官网入口◈◈✿!又是一个快要听腻了的电池技术突破◈◈✿,不过这次有些不同◈◈✿,因为使用的材料是电池老朋友“锰”墨沉域和苏小柠的故事◈◈✿,通过纳米结构设计◈◈✿,就能够让能量密度超越镍钴锰三元锂电池◈◈✿,似乎大有可为◈◈✿。
比起这两年常见的新材料电池像是钠离子电池◈◈✿、空气电池或是各种创新材料墨沉域和苏小柠的故事◈◈✿,横滨大学研究室发布的这款“锂锰电池”不仅熟悉甚至经常见◈◈✿,你家的抽屉里可能就有锂锰电池◈◈✿,或许是黑白配色的四号电池◈◈✿,也可能是钮扣型电池◈◈✿,都是锂锰电池◈◈✿,够亲民了吧?严格来说◈◈✿,这项新技术并不是真的“锂锰电池”◈◈✿,而是“锰基材料锂离子电池”◈◈✿,差别也很明显◈◈✿,传统锂锰电池都是抛弃式的干电池◈◈✿,不像锂离子电池可以反复充放电◈◈✿。
这就顺便可以解答许多人的疑问◈◈✿,家中常见的这种干电池明明不贵◈◈✿,为什么电动汽车电池会这么昂贵?关键就在于电池充放电时产生的氧化还原反应◈◈✿,在这个过程中◈◈✿,锰会因为相位变化而逐渐溶解◈◈✿,电压也会不断衰退◈◈✿,所以必须加入镍墨沉域和苏小柠的故事◈◈✿、钴等元素◈◈✿,让元素更稳定◈◈✿,也提升能量密度凯发K8娱乐◈◈✿,代价则是镍和钴都相对高价◈◈✿,特斯拉最具代表性的镍钴锰三元锂电池◈◈✿,就是因此而昂贵◈◈✿。
横滨国立大学固态能量研究室主任教授薮内直明(Naoaki Yabuuchi)◈◈✿,本周在ACS Central Science期刊上发布的最新研究凯发K8娱乐◈◈✿,就是以二氧化锰(LiMnO₂)为锂离子电池正极材料◈◈✿,取代镍和钴◈◈✿,并完成每公斤820 Wh能量密度的新技术◈◈✿,不仅高过LFP电池的500 Wh◈◈✿,甚至也比镍基电池的750 Wh更高◈◈✿。
锂锰电池技术突破的关键在于晶体排列◈◈✿,前面提到锰会在电池循环过程中溶解◈◈✿,使得电池电压逐渐衰退◈◈✿,研究团队发现◈◈✿,在化学循环的相位转变过程中◈◈✿,如果能让LiMnO₂ 形成尖晶石相态墨沉域和苏小柠的故事◈◈✿,就能减少锰流失和电压衰退墨沉域和苏小柠的故事◈◈✿,并完成较高的可逆容量◈◈✿。解决之道◈◈✿,是通过热处理让岩盐结构的LiMnO₂ 结晶成独特的单层纳米结构◈◈✿,再经过机械磨粉后◈◈✿,得到这些LiMnO₂ 的尺寸大约是50~150 nm◈◈✿,以此作为正极材料就能稳定形成3~5 nm大小的尖晶体◈◈✿,在完全不使用镍和钴的情况下◈◈✿,完成每公斤820 Wh的能量密度◈◈✿。
在现阶段实验中◈◈✿,电压并没有衰退◈◈✿,是一个巨大的成功◈◈✿。不过在实验中依然观测到锰溶解◈◈✿,以及电容量随着充放电循环下降的问题◈◈✿,研究团队也指出凯发K8娱乐◈◈✿,针对这些问题◈◈✿,可以通过锂磷酸盐涂层◈◈✿,以及高浓度电解质改善凯发K8娱乐◈◈✿。
锰基材料锂电池相当具有吸引力◈◈✿,一方面是因为锰的供应链稳定存在墨沉域和苏小柠的故事◈◈✿,而且价格低廉◈◈✿,一方面它的制程比现有的镍钴锰简化◈◈✿,即使能量密相同◈◈✿,光是能够完成不使用镍跟钴这两种贵重金属原料◈◈✿,就充满商业价值◈◈✿,何况它的能量密度甚至还更高◈◈✿。
值得一提的是◈◈✿,Toyota正在研究中的全固态电池◈◈✿,就是与薮内直明教授合作研发◈◈✿,横滨国立大学对电池与电动汽车的各项研究成果凯发K8娱乐凯发K8娱乐◈◈✿,有不少也都成为商业化技术◈◈✿,究竟这款锰基材料锂电池◈◈✿,能否成功量产进入商业化◈◈✿,我们拭目以待◈◈✿。
