拓邦发布钠离子电池：-40℃放电容量近80% 秒杀锂电

拓邦发布钠离子电池：-40℃放电容量近80%秒杀锂电而与传统的铅酸电池相比，钠离子电池具有更高的能量密度、更长的循环寿命以及无毒环保等优势。本次拓邦钠离子电池标称容量可达9.0Ah，标称电压3.0V，电压范围在1.5-4.0V。其次，在能量密度上，拓邦钠离子电池可达120Wh/kg，电池循环寿命可达2500次以上。从长期规划来看，到2025年，拓邦钠离子电池能够实现能量密度≥160Wh/kg，循环寿命≥6000次。相比于普通锂离子电池，拓邦钠离子电池的原材料成本，正极降低约50%，负极降低约20%，电解液降低约15%，集流体降低约10%，原材料总成本可以降低约30%。在超低温环境下，锂离子电池往往会出现电极失活、电解液流动性降低、电化学反应速率下降等问题，导致电池性能下降，而拓邦的钠离子电池在超低温环境下的表现则更加稳定，-40℃放电容量接近80%。相较于锂电和铅酸难以同时兼顾大倍率充、放电，拓邦钠离子电池可同时实现3C充电、5C放电，充电20分钟，电量可达90%以上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360933.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360933.htm

改进电极材料MXene有望开辟可充电电池技术的未来

改进电极材料MXene有望开辟可充电电池技术的未来研究人员利用激光脉冲增强了MXene的电极特性，从而在可充电电池技术方面取得了潜在的突破，有望超越传统的锂离子电池。随着全球社会转向太阳能和风能等可再生能源，对高性能可充电电池的需求也在不断增加。这些电池对于储存来自间歇性可再生能源的能量至关重要。虽然当今的锂离子电池很有效，但仍有改进的余地。开发新的电极材料是提高其性能的方法之一。ZahraBayhan正在开发含有MXenes的电池，由于MXenes具有出色的导电性，它可以在某些电池中替代石墨。图片来源：©2023KAUST;AnastasiaSerinMXene：一种前景广阔的电极材料阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员展示了如何利用激光脉冲改变一种被称为MXene的前景广阔的替代电极材料的结构，从而提高其能量容量和其他关键性能。研究人员希望这一策略能有助于在下一代电池中设计出更好的阳极材料。石墨含有扁平的碳原子层，在电池充电过程中，锂原子会存储在这些碳原子层之间，这一过程被称为插层。MXenes也含有可容纳锂的层，但这些层是由过渡金属（如钛或钼）与碳或氮原子结合而成的，这使得这种材料具有很强的导电性。这些层的表面还含有氧或氟等其他原子。基于碳化钼的MXenes具有特别好的锂存储能力，但在反复充放电循环后，其性能很快就会下降。了解KAUST研究人员如何帮助开发新一代可充电电池。来源：©2023KAUST;AnastasiaSerin解决性能退化问题由HusamN.Alshareef和博士生ZahraBayhan领导的研究小组发现，这种降解是由MXene结构中形成氧化钼的化学变化引起的。为了解决这个问题，研究人员使用红外激光脉冲在MXene内形成碳化钼的小"纳米点"，这个过程被称为激光刻划。这些纳米点宽约10纳米，通过碳材料连接到MXene的层上。这样做有几个好处。首先，纳米点为锂提供了额外的存储容量，并加快了充放电过程。激光处理还降低了材料中的氧含量，有助于防止形成有问题的氧化钼。最后，纳米点与层之间的牢固连接提高了MXene的导电性，并在充放电过程中稳定了其结构。这为调整电池性能提供了一种经济、快速的方法。ZahraBayhan和HusamAlshareef教授认为，激光划线可以作为一种通用策略来改善其他MXenes的性能。图片来源：©2023KAUST;AnastasiaSerin有希望的结果和未来应用用这种激光刻划材料制作的阳极在锂离子电池中进行了1000次充放电循环测试。值得注意的是，与未改性的MXene相比，添加了纳米点的这种材料的蓄电能力提高了四倍，几乎达到了石墨的理论峰值容量。此外，这种激光改性材料在整个测试阶段都保持了其全部容量。研究小组认为，激光划线可作为一种通用策略，用于改善其他MXene的性能。这有助于开发新一代充电电池，例如使用比锂更便宜、更丰富的金属。Alshareef解释说："与石墨不同，MXenes还能夹杂钠离子和钾离子。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385677.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385677.htm

全新电极材料可大幅提升容量 经济实惠且环保无毒

全新电极材料可大幅提升容量经济实惠且环保无毒他们使用储量丰富、环保原材料合成的聚合物多孔材料作为电池电极。他们还设计了离子导体功能材料作为固态电解质，以提高电化学性能。全球大学网络是由24所研究主导型大学组成的非营利性联盟，成立于2000年，香港中文大学和台湾成功大学也在其中。它向成员大学提供财政和基础设施支持，以支持国际研究合作和学术流动。注：24家大学会员名单据悉，在上述最新研究中，他们的关键成果是开发了一种小分子有机电极材料——六氮杂蒽（HATA）嵌入醌（HATAQ）。通过将共轭醌基团引入到缺乏电子的六氮二苯衍生物核中，全新电极材料显示出获得超高金属离子存储容量的潜力。台湾成功大学（NCKU）教授WatchareeyaKaveevivitchai说：“有机电极材料有很多优点，比如低成本和环保。它们还包含大量的氧化还原活性位点，能够在氧化还原电位下经历多电子转移过程，如果适当调整，可以导致高能量密度。”此外，受到这种新型电极材料在锂离子电池中优异电化学性能的启发，科学家们还研究了该化合物作为其他可充电电池系统的阴极，这些系统被认为是更安全、更便宜的，例如钠电池和新电池。他们的研究结果已于近期发表在了《材料化学杂志A》上。具体来说，在使用1摩尔ZnSO4溶液作为电解质的可充电锌离子电池中，大量的氧化还原活性位点和延长的共轭使其提供了492mAh/g的超高容量，而且表现出极强的稳定性，即使在1000次循环后仍能保留99%。研究人员表示，这种新型电极材料的性能是迄今为止报道的水性锌离子电池中最好的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346095.htm

新型锂离子电池材料可在10分钟内充电80%

新型锂离子电池材料可在10分钟内充电80%现在，橡树岭国家实验室的研究人员正在推动电动汽车（EV）快速充电的发展。一个电池科学家团队最近开发出一种锂离子电池材料，不仅能在10分钟内充入80%的电量，还能在1500个充电周期内保持这种能力。ORNL研究员杜志佳将新开发的液态电解质材料插入电池袋电池中。这种配方延长了超快速充电电池（如电动汽车中使用的电池）的寿命。图片来源：GenevieveMartin/ORNL，美国能源部当电池工作或充电时，离子通过一种叫做电解质的介质在电极之间移动。ORNL的杜志佳领导的团队开发出了锂盐与碳酸盐溶剂的新配方，以形成一种电解液，这种电解液能长期保持较好的离子流动性，并在极端快速充电期间大电流加热电池时表现良好。项目合作伙伴测试了在ORNL电池制造厂制造的电池袋电池，以证明电池的安全性和循环特性。杜说："我们发现，这种新型电解质配方基本上将能源部规定的极限快速充电电池寿命目标提高了两倍。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1384165.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1384165.htm

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"BESSYII"和"PETRAIII"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JuliaKowal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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427548.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427548.htm

6分钟充满电 新技术突破电池容量理论极限

6分钟充满电新技术突破电池容量理论极限用于电动汽车的锂离子电池的效率取决于负极材料储存锂离子的能力。研究团队此次使用一种新的自杂化方法，设计了一种合成锰铁氧体作为负极材料的新方法，该材料以其卓越的锂离子存储容量和铁磁性能而闻名。研究人员首先在氧化锰与铁的混合溶液中实现电置换反应，形成内部为氧化锰、外部为氧化铁的异质结构化合物，然后使用水热法制造了具有扩大表面积的纳米厚锰铁氧体片。这种方法利用了高度自旋极化的电子，显著提高了大量锂离子的存储容量，这项创新最终超出了锰铁氧体阴极材料的理论容量50%以上。增大负极材料的表面积有利于大量锂离子的同时运动，从而提高电池的充电速度。实验结果表明，与目前市场上电动汽车所用的容量相当的电池相比，新方法充放电仅需6分钟。该研究成果对如何克服传统负极材料的电化学局限性，并通过利用电子自旋进行表面改变的合理设计来增加电池容量提供了新见解。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367327.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367327.htm