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2014年中10大前沿电池技术盘点(上)

导读: 2014年过去一半,在上半年中前沿电池技术层出不穷,每次都吸引大众眼球,有些电池技术甚至让锂电池业界感到岌岌可危,他们究竟有何神奇?

  一、麻省理工宣布磷酸铁锂电池内部有新发现

   美国麻省理工学院的研究人员最近宣布对长循环寿命和高功率磷酸铁锂(LiFePO4)电池有了新的发现。

  麻省理工学院(MIT)的研究人员发现,磷酸铁锂电池电极内部在充电过程中,固溶体区(SSZ)是在富锂和贫锂之间的边界形成的,这一区域充电活动更集中,因为锂离子从电极中被释放出来。

  这一发现将帮助研究人员和制造商制造性能更好的电池,因为由此可以更好地理解电极材料动态过程并进一步优化。

  磷酸铁锂(LFP)电极充电或放电过程图。由于锂离子在充电过程中被分离,形成一个贫锂磷酸铁(FP)区域,但在两者之间有一个固溶体区域(SSZ,暗蓝绿色),这一区域包含有一些随机分布的锂原子,不同于锂原子的原始结晶材料(淡蓝色)中的有序数组。

  上述发现有助于解决有关磷酸铁锂电池的一个长期难题:在大块晶体形式下,磷酸铁锂和磷酸铁(FePO4是充电过程分离出来的)的离子导电性较差。然而,当进行掺杂和碳包覆优化,并在电池中使用纳米颗粒后,这种材料表现出非常高的充电速率。

  固溶体区类似一个”亚“状态,在室温下能够至少持续几分钟,取代LiFePO4和的FePO4之间的明锐界面,明锐界面已被证明含有许多额外线缺陷,被称为“错位”,固溶体区就像一个缓冲区,减少“错位”数量,阻止其伴随电化学反应向前方移动。

   二、新型技术让电池“保鲜”50年

   美国研究人员日前研发出了一种革命性电池“保鲜”设计,该设计可以大幅提高电池电量,并延长电池续航时间至数十年。

  据悉,美国田纳西州橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)的这一研究成果已经发表在了知名“美国化学学会期刊”(Journal of the American Chemical Society)上。该实验室表示,“已经为电池领域开创了一个史无前例的能源应用前景,并使其能够在最长50年的时间内最大程度的保留电量”。

  “如果一个电池能够使用30-50年时间的话会怎么样?我们的这一研究就通过一个全新的设计机制为这一可能打开了窗口。”橡树岭国家实验室研究员Chengdu Liang说道。

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