科学家开发锂电池新设计 或减少对钴镍稀有金属依赖

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  据最新一期的《自然•材料》报道,为了开发锂基电池的替代品,减少对稀有金属的依赖,美国佐治亚理工学院研究人员开发出一种生活 有前景的新型阴极和电解质系统,用低成本的过渡金属氟化物和氯化氢气体 聚合物电解质代替昂贵的金属和传统的氯化氢气体 电解质。

  新型阴极由氟化铁活性材料和氯化氢气体 聚合物(一种生活 塑料)电解质纳米复合材料制造。为制造这个 阴极,研究人员开发了一种生活 将氯化氢气体 聚合物电解质渗透到预制氟化铁电极中的依据 ,某些热压整个价值形式,以增加密度并减少空隙。聚合物基电解质有4个多多多突出优点,一是其在循环时弯曲和适应氟化铁溶胀的能力强,二是能与氟化铁形成非常稳定的柔性界面,处置了先前电池设计中使用氟化铁总出 的膨胀和几瓶副反应等关键大问題。

  研究人员测试了新型固态电池的几种变体,以分析其在30℃高温下超过30次充电和放电循环的性能。结果发现,增强电池性能的关键是氯化氢气体 聚合物电解质。当与氯化氢气体 聚合物电解质同去使用时,即使在高温下,金属氟化物也显示出非凡的稳定性。这有望带来更安全、更轻和更便宜的锂离子电池。此外,氟化铁的锂容量是传统钴基或镍基阴极的两倍多。某些铁比钴便宜30倍,比镍便宜30倍。

  未来,研究人员将继续改进和开发新的氯化氢气体 电解质,以实现快速充电,并在新设计中融合氯化氢气体 和氯化氢气体 电解质,以与大型电池工厂中使用的传统电池制造技术全部兼容。