科学家开发出具有8000次充电循环的低成本新型电池

科学家开发出具有8000次充电循环的低成本新型电池 访问：NordVPN 立减 75% + 外加 3 个月时长 另有NordPass密码管理器 新型锌-木质素电池非常稳定，可以使用 8000 次以上，同时保持约 80% 的性能。研究人员开发的电池虽小，但技术是可扩展的。资料来源：Thor Balkhed"太阳能电池板已经变得相对便宜，低收入国家的许多人都采用了太阳能电池板。然而，在赤道附近，太阳会在下午 6 点左右落下，导致家庭和企业停电。"林雪平大学有机电子学教授 Reverant Crispin 说："我们希望这种电池技术，即使性能低于昂贵的锂离子电池，最终也能为这些情况提供解决方案。"他所在的有机电子实验室研究小组与卡尔斯塔德大学和查尔姆斯大学的研究人员合作，开发出了一种基于锌和木质素的电池，这两种材料既经济又环保。就能量密度而言，这种电池与铅酸电池相当，但没有有毒的铅。研究人员 Reverant Crispin 和 Ziyauddin Khan 在有机电子实验室。图片来源：Thor Balkhed这种电池非常稳定，可使用 8000 次以上，同时保持约 80% 的性能。此外，该电池的电量可保持约一周时间，比其他只需几个小时就能放电的同类锌电池要长得多。虽然锌基电池已经进入市场，但主要是作为不可充电电池，预计在适当引入可充电功能后，锌基电池将成为锂离子电池的补充，并在某些情况下长期取代锂离子电池。"虽然锂离子电池在处理得当的情况下非常有用，但它们可能具有爆炸性，难以回收利用，而且在提取钴等特定元素时会产生环境和人权问题。因此，在能量密度并不重要的情况下，我们的可持续电池提供了一种很有前景的替代品。"锌电池的主要问题是耐用性差，因为锌会与电池电解质溶液中的水发生反应。这种反应会产生氢气和锌的树枝状生长，使电池基本上无法使用。为了稳定锌，使用了一种名为聚丙烯酸酯钾基聚合物水包盐电解质（WiPSE）的物质。林雪平的研究人员现在已经证明，在含有锌和木质素的电池中使用 WiPSE 时，稳定性非常高。"锌和木质素都非常便宜，而且这种电池很容易回收。如果计算每个使用周期的成本，与锂离子电池相比，它是一种非常便宜的电池，"Ziyauddin Khan 说。目前，实验室开发的电池体积较小。不过，研究人员相信，由于木质素和锌的丰富，他们可以低成本制造出大型电池，大小与汽车电瓶差不多，不过，大规模生产还是需要商业公司的参与。Reverant Crispin 断言，瑞典作为一个创新型国家，能够帮助其他国家采用更具可持续性的替代方案。"我们有责任帮助低收入国家避免重蹈我们的覆辙。他们在建设基础设施时，需要立即从绿色技术入手。如果引入不可持续的技术，那么数十亿人将会使用这种技术，从而导致气候灾难，"Reverant Crispin 说。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

大连化物所开发出多电子转移高能量密度水系电池

大连化物所开发出多电子转移高能量密度水系电池 溴-碘卤素化合物构建的多电子转移正极。大连化物所供图能量密度和安全性是衡量二次电池的重要标准。传统的非水系锂离子电池尽管具有高的能量密度，但其采用的有机电解液易燃，安全性问题难以保障。水系电池采用水作为溶剂，具有安全性。然而，水系电池的能量密度一般较低，单位体积内的电池储存的电量较少。本工作中，李先锋团队使用碘离子和溴离子混合卤素溶液作为电解液，构建了碘离子（I-）到碘单质（I2）进而到碘酸根（IO3-）的多电子转移反应。其开发的多电子转移正极比容量达840安时/升，该正极与金属镉组成全电池，基于正极侧的能量密度超过1200 瓦时/升。优化后的电解液，溴化物充当了氧化还原的“桥梁”，大幅度提高了电池的效率和反应速率。该研究有望拓宽高能量密度水系电池的研究途径，为高能量密度水系电池的设计提供一种新思路。此外，该研究还拓展了水系电池的应用范围，有望应用在动力电池等领域，为环境保护和能源结构升级提供技术保障。相关论文信息： ... PC版： 手机版：

全球首款可商用的钾离子电池产品诞生

全球首款可商用的钾离子电池产品诞生 在国芯储能材料前沿技术研究院，科研人员向记者展示了最新研制的全球首款两轮电动车用钾离子电池组和钾离子储能系统“钾能壹号”。“经湖北省蓄电池产品质量监督检验中心认证，这款两轮电动车用钾离子电池电芯能量密度为151Wh/kg；在充满电的情况下，可续航130公里到150公里。”武汉理工大学副教授、硕士生导师、安徽国芯新材料股份有限公司总经理王选朋告诉记者，这一续航里程较目前普遍使用的铅酸电池提高3倍左右，而两者生产成本基本相当，未来有望逐步取代两轮电动车用铅酸电池。据介绍，钾离子电池与铅酸蓄电池相比，具有能量密度高、能量效率高和循环寿命长等优势。此外，由于钾离子电池使用的化学成分大多数是无毒、可重复利用的，因此退役后再生循环对环境的污染也更低。“目前，我们研制的小型钾离子储能系统，已在华能嘉峪关光伏实证基地等多个项目中开展示范应用，钾离子电池组也在雅迪和绿佳两款电动自行车上开展了路试评测，当前用户反馈数据均较良好。”安徽国芯新材料股份有限公司董事长秦光告诉记者，预计今年年底即可实现钾离子电池关键电极材料、电芯与储能系统的量产。（记者 汪永安） ... PC版： 手机版：

澳大团队成功研发长寿命电致变色电池

澳大团队成功研发长寿命电致变色电池 #澳门大学 澳门大学应用物理及材料工程研究院副教授吴嘉伟和王双鹏的研究团队首次提出一种新的电池技术，以水系电解质解决了现有基于水系电解液的传统电致变色器件存在的寿命短的问题。新技术能使低成本、高安全性的水系电致变色电池商业化成为可能，并且深入探究其高性能来源的内在机理，有望为其它高性能电化学的器件的设计提供潜在的设计指导。该研究成果已获国际知名学术期刊《美国化学会纳米》(ACS Nano）刊登...

新的充电算法可将锂离子电池的寿命延长一倍

新的充电算法可将锂离子电池的寿命延长一倍 柏林亥姆霍兹中心（HZB）和柏林洪堡大学的一个欧洲研究小组开发出一种替代充电方案，使锂离子电池的寿命比现在更长。研究结果表明，通过改变充电器向电解质材料输送电流的方式，电池在经过数百次放电-充电循环后仍能保持较高的能量容量。锂离子电池是一种结构紧凑、坚固耐用的能源容器，已成为人们的宠儿。电动汽车和电子设备都依赖于它们，但随着电解质穿过分隔阳极和阴极的薄膜，它们的容量会逐渐降低。目前最好的商业级锂离子电池使用的电极由一种名为 NMC532 的化合物和石墨制成，使用寿命长达 8 年。传统的充电方式是使用恒定电流（CC）的外部电能。研究分析了使用 CC 充电时电池样品的情况，发现阳极的固体电解质界面（SEI）"明显变厚"。此外，他们还在 NMC532 和石墨电极结构中发现了更多裂纹。较厚的 SEI 和电极上较多的裂缝意味着锂离子电池容量的显著损失。因此，研究人员开发了一种基于脉冲电流（PC）的充电协议。使用新的 PC 协议对电池充电后，研究小组发现 SEI 接口变薄了很多，电极材料发生的结构变化也更少。研究小组利用欧洲两个领先的粒子加速同步加速器设施"BESSY II"和"PETRA III"进行了脉冲电流充电实验。他们发现，PC 充电可促进石墨中锂离子的"均匀分布"，从而减少石墨颗粒中的机械应力和裂纹。该方案还能抑制 NMC532 阴极的结构退化。研究表明，方波电流的高频脉冲效果最好。测试表明，PC 充电可使商用锂离子电池的使用寿命延长一倍，容量保持率达到 80%。这项研究的共同作者、柏林工业大学教授 Julia Kowal 博士说："脉冲充电可以在电极材料和界面的稳定性方面带来许多优势，并大大延长电池的使用寿命。" ... PC版： 手机版：

浙大电池新方案登《自然》：10分钟快速充放

浙大电池新方案登《自然》：10分钟快速充放 基于此理念，团队设计出一款新型电解液，不仅能够支持高比能锂离子电池在-70℃到60℃的超宽温区内进行可逆地充放电，还可以使得高能量密度锂离子电池在10分钟内完成快速充放电。范修林研究员介绍，在锂电池中要实现快充的突破，电解液的特性至关重要，而传统电解液中的锂离子传输模式无法实现锂离子的快速迁移。研究团队建立了一套溶剂筛选原则，在几万种溶剂中筛选出23种“潜力溶剂”，配制出多种电解液，制作成锂离子软包电池，展开实证研究。经过长达4年的研究，浙大科研人员最终确定了电解液的最佳配方。相关测试数据表明，范修林团队提出的新型电解液在25℃室温下的离子电导率是目前商用电解液的4倍，在-70℃时高于商用电解液3个数量级以上。范修林认为，当前电池成本较高，可以率先在极地科考、空间探测、海底勘探等极端温度情况中应用。而随着电解液技术的不断攻关迭代，范修林对新型锂离子电池装配到新能源汽车很有信心。 ... PC版： 手机版：