广告

新型锂电池,五分钟内充满且寿命更长

2024-01-25 16:39:19 康奈尔大学 阅读:
康奈尔大学工程系的一个团队创造出了一种新型锂电池,它能在五分钟内完成充电,比市场上任何同类电池都快,同时还能在长时间的充电和放电循环中保持稳定的性能。这一突破可以缓解驾驶员的“里程焦虑”,可能会对电动汽车、便携式电子产品和可再生能源存储等各个行业产生深远的影响。

与其他障碍(如电池的成本和性能)相比,续航里程焦虑症是交通电气化的更大障碍。4jGednc

康奈尔大学工程系的一个团队创造出了一种新型锂电池,它能在五分钟内完成充电,比市场上任何同类电池都快,同时还能在长时间的充电和放电循环中保持稳定的性能。这一突破可以缓解驾驶员的“里程焦虑”,可能会对电动汽车、便携式电子产品和可再生能源存储等各个行业产生深远的影响。4jGednc

该团队的论文“Fast-charge, long-duration storage in lithium batteries”于 1 月 16 日发表在《焦耳》杂志上。主要作者是化学与生物分子工程博士生Shuo Jin。4jGednc

4jGednc

锂离子电池是电动汽车和智能手机最常用的动力设备之一。这种电池重量轻、性能可靠、能效相对较高。然而,它们充电需要数小时,而且缺乏处理大电流浪涌的能力。4jGednc

研究团队的目标是创造出充电和放电方式与日常生活一致的电池电极设计,希望电子设备能够快速充电并长时间运行。4jGednc

为了实现这一目标,研究团队找到了一种独特的铟阳极材料,它可以与各种阴极材料有效搭配,从而制造出充电快、放电慢的电池。4jGednc

阿切尔的实验室以前在进行电池设计时,主要研究离子如何在电解质中移动以及如何在金属阳极的界面上结晶,然后利用这些知识操纵电极形态,制造出更安全的阳极,用于长时间储存。4jGednc

对于他们的新型锂电池,研究人员采取了不同的方法,重点研究电化学反应的动力学,特别是采用了一种称为 "达姆克勒数 "的化学工程概念。这主要是衡量化学反应发生的速率与物质被输送到反应场所的速率之间的关系。4jGednc

4jGednc

确定电池电极材料具有固有的快速固态传输速率,因此达姆克勒数较低,这有助于研究人员确定铟是一种特别有前途的快速充电电池材料。铟是一种软金属,主要用于制造触摸屏显示器和太阳能电池板的氧化铟锡涂层。它还被用作低温焊料中铅的替代品。4jGednc

新研究表明,铟作为电池阳极有两个关键特性:迁移能垒极低,这决定了离子在固态中的扩散速度;交换电流密度适中,这与离子在阳极中的还原速度有关。快速扩散和缓慢的表面反应动力学这两种特性的结合对于快速充电和长时间储存至关重要。4jGednc

 4jGednc

责编:Demi
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了