搜索
热门搜索:
当前位置:

OFweek锂电网

锂电原材

正文

新型锂电池阴极:氟化铁+铜离子 电池容量翻两番

导读: 在美国能源部的布鲁克海文国家实验室,其中有一个科研团队对一系列过渡金属氟化物材料进行了研究,过渡金属氟化物材料可被用于制造锂电池的阴极。他们发现,在氟化铁中掺杂铜离子能使该材料储存更多的锂离子,容量大概是传统阴极材料的三倍。而且,测试数据表明这种材料制得的阴极的能量效率也会更高。

  OFweek锂电网讯:布鲁克黑文实验室的王冯教授郑将阴极材料样品诸如XRD衍射仪的样品托里,地点为NSLS II。组里的其他成员(从左到右)为Jianming Ba, Eric Dooryhee 和Sanjit Ghose。

新型锂电池阴极:氟化铁+铜离子 电池容量翻两番

  锂离子电池在我们的生活中扮演着非常重要的角色,它为我们的手机、笔记本、平板电脑或是其他电子设备提供能源,这样这些电子产品才能随身携带而不用时时刻刻连接电源。锂离子电池甚至可以用来驱动汽车。但要制造生产寿命长、能量密度大、效率高的锂离子电池,科学家们势必要找到一种比目前性能更加优良的电池材料。

  在美国能源部的布鲁克海文国家实验室(Brookhaven National Laboratory),其中有一个科研团队对一系列过渡金属氟化物材料进行了研究,过渡金属氟化物材料可被用于制造锂电池的阴极。他们发现,在氟化铁中掺杂铜离子能使该材料储存更多的锂离子,容量大概是传统阴极材料的三倍。而且,测试数据表明这种材料制得的阴极的能量效率也会更高。

  该研究成果发表在《自然通讯》上。

  在锂离子电池中,锂离子是在正负极之间不停往返的。当电池处于放电状态时,锂离子被负极接受,电池向外供能。当负极再也接收不到锂离子时,就代表着电池里的电已经用完了。然后,当电池再次充电时,阴极中的锂离子就会返回阳极。这样一来,决定电池性能的一个关键因素就是它能储存多少锂离子。目前的阴极材料(通常由锂制成,会掺杂金属或氧化物)的储存能力并不强。

  过渡金属氟化物通常由氟元素和一种或多种金属元素组成,比如铁和铜,它拥有比传统电极材料更大的容量。可能的原因是储存原理不同。传统的电极材料在分子层与层之间储存离子,也就是“嵌入式储存”,而金属氟化物是通过可逆的电化学反应来储存离子,称为转化反应。这是一个多步反应过程,金属氧化物失去电子,和氟离子之间的化学键断开,然后锂离子电池和氟离子成键,当然,这个过程是可逆的。

  然而,金属氟化物存在着明显的弊端,因此离在电池上的应用还很遥远,以氟化铜(CuF2)为,虽然它具有非常高的容量,但是它的电化学活性却很低,除此之外,它的转化反应是不可逆的。至于其他金属氟化物材料,像氟化铁(FeF2 和 FeF3),虽然它的转化反应是可逆的,但它的储存容量却很低,能量效率也并不高。

1  2  3  下一页>  
责任编辑:Angela
免责声明: 本文仅代表作者个人观点,与 OFweek锂电网 无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实, 对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅 作参考,并请自行核实相关内容。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: