东芝开发出不使用钴的新型电池，5分钟充电80%

东芝开发出不使用钴的新型电池，5分钟充电80%东芝11月28日发布消息称，开发出了不含稀有金属钴的锂离子电池。使用特殊的正极材料，抑制了导致电池膨胀的气体的产生。力争2028年投入实用。预计将应用于小型电动工具等，如果大型化取得进展，还将推广到纯电动汽车(EV)等。锂离子电池由正极材料、负极材料和电解液构成。正极材料一般包含钴和镍等。稀有金属开采和精炼过程中的水质污染被视为问题，而且其埋藏地区分布不均，在供应链的稳定方面也存在课题。东芝此次开发出了不含钴的正极材料。一般如果减少使用稀有金属，正极的表面会产生气体，但东芝改良了表面的性质，抑制了气体的产生。据悉这款新型电池可在5分钟内充电80%。——

东芝开发出无钴新型锂离子电池 可在5分钟内充电至80%

东芝开发出无钴新型锂离子电池可在5分钟内充电至80%钴和镍被广泛用作锂离子电池正极材料的组成部分，然而，钴是一种稀有金属，在成本稳定性和供应链可靠性方面存在潜在问题。而东芝的新型锂离子电池不含钴，含镍较少，在成本和资源节约方面是一种优越的解决方案。在锂离子电池中使用5V级高电位正极材料将提高电池电压和功率性能，但它也有一些缺陷：分解产物会催化电解液中溶剂分解，还会产生降低电池性能的气体的副反应。而东芝声称，其新型锂离子电池可显著改善这些问题。东芝表示，这种新电池的特点包括支持超快速充电，可在5分钟内充电至80%，以及长寿命，即使在60摄氏度高温下充放电100次循环后，容量保持率仍高达99.2%。作为锂离子电池的主要市场之一，汽车行业正在探索高压快充技术，已解决用户的“充电焦虑”和“里程焦虑”。且高电压电池将减少电池模块所需的电池堆数量，降低成本。东芝的研究发现，电解液在高电位正极材料表面分解并产生气体，并导致金属成分溶解并沉积在负极表面。该公司利用这些发现开发了一种技术，有效地抑制正极材料与电解液的反应。该公司还开发了一项技术，可以限制负极表面失活锂离子的转移，以改善电池的性能和寿命。通过这些技术的结合，即使使用传统的高导电性电解液，也成功抑制了气体生成。东芝研究开发中心纳米材料前沿研究实验室高级研究员YasuhiroHarada表示：“为了将该技术部署到汽车用途，我们需要增加容量才能实现这一目标。为了把电池做得更大，我们还需要大量的验证，我们认为应该从技术障碍较低的领域开始，然后瞄准技术障碍较高的汽车应用。关于车载电池的商业化，我们会考虑技术进步，并与电池部门协商，验证目标是否正确。如果有任何制造商，包括汽车制造商感兴趣，我们会一起前进。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1400415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1400415.htm

康奈尔大学工程师开发出可在五分钟内完成充电的新型锂电池

康奈尔大学工程师开发出可在五分钟内完成充电的新型锂电池负责监督该项目的康奈尔大学工程学院院长、工程学教授林登-阿彻（LyndenArcher）说："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。如果能在五分钟内为电动汽车电池充电，那就不再需要300英里续航里程的电池了，大可以选择更小的电池，这可以降低电动汽车的成本，使其得到更广泛的采用"。该团队的论文最近发表在《焦耳》杂志上。论文的第一作者是化学与生物分子工程专业的博士生金硕。锂离子电池是电动汽车和智能手机最常用的动力装置之一。这种电池重量轻、性能可靠，而且相对节能。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。研究人员发现，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。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。"关键的创新之处在于我们发现了一种设计原理，可以让电池阳极上的金属离子自由移动，找到合适的配置，然后才参与电荷存储反应，"阿彻说。"最终结果是，在每个充电周期中，电极都处于稳定的形态状态。这正是我们的新型快速充电电池能够在数千次循环中反复充放电的原因所在。"这项技术与道路上的无线感应充电技术相结合，将缩小电池的体积和成本，使电动交通工具成为驾驶者更可行的选择。然而，这并不意味着铟阳极是完美的，甚至是实用的。阿彻说："虽然这一成果令人兴奋，因为它告诉我们如何获得快速充电电池，但铟是很重的。这就为计算化学建模提供了一个机会，也许可以利用生成式人工智能工具，了解还有哪些轻质材料的化学成分可以达到同样低的达姆克勒数。例如，是否有我们从未研究过的金属合金具有所需的特性？这就是我感到满意的地方，因为有一个普遍原理在起作用，让任何人都能设计出更好的电池阳极，实现比最先进技术更快的充电速率。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416327.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416327.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

日本科学家开发出新型完全固态可充电空气电池

日本科学家开发出新型完全固态可充电空气电池此外，在可充电空气电池中使用氧化还原活性有机分子克服了与金属有关的问题，包括形成被称为"树枝状"的结构，这种结构会影响电池性能，并对环境造成负面影响。研究人员利用基于二羟基苯醌的有机负极和Nafion聚合物电解质开发出一种全固态可充电空气电池。图片来源：早稻田大学KenjiMiyatake然而，这些电池使用的液态电解质与金属基电池一样，会带来高电阻、浸出效应和易燃性等重大安全隐患。现在，在最近发表于《AngewandteChemieInternationalEdition》的一项新研究中，一组日本研究人员开发出了一种全固态可充电空气电池（SSAB），并对其容量和耐用性进行了研究。这项研究由早稻田大学和山梨大学的宫武健治（KenjiMiyatake）教授领导，早稻田大学的小柳津研一（KenichiOyaizu）教授为共同作者。研究人员选择了一种名为2,5-二羟基-1,4-苯醌（DHBQ）的化学物质及其聚合物聚（2,5-二羟基-1,4-苯醌-3,6-亚甲基）（PDBM）作为负极的活性材料，因为它们在酸性条件下可进行稳定和可逆的氧化还原反应。此外，他们还利用一种名为Nafion的质子传导聚合物作为固态电解质，从而取代了传统的液态电解质。"据我所知，目前还没有开发出基于有机电极和固体聚合物电解质的空气电池，"Miyatake说。在SSAB就位后，研究人员对其充放电性能、速率特性和循环性进行了实验评估。他们发现，与使用金属负极和有机液态电解质的典型空气电池不同，SSAB在有水和氧气存在的情况下不会变质。此外，用聚合物PDBM取代氧化还原活性分子DHBQ可以形成更好的负极。在1mAcm-2的恒定电流密度下，SSAB-DHBQ的每克放电容量为29.7mAh，而SSAB-PDBM的相应值为176.1mAh。这种电池采用基于二羟基苯醌的聚合物负极和基于Nafion的固体电解质，具有很高的库仑效率和放电容量。研究人员还发现，SSAB-PDBM的库仑效率在4C时为84%，在101C时逐渐下降到66%。虽然SSAB-PDBM的放电容量在30个循环后降低到44%，但通过增加负极中质子传导聚合物的含量，研究人员可以将其显著提高到78%。电子显微镜图像证实，添加Nafion提高了基于PDBM的电极的性能和耐用性。这项研究展示了由氧化还原活性有机分子作为负极、质子传导聚合物作为固态电解质以及氧还原扩散型正极组成的SSAB的成功运行。研究人员希望，这将为进一步的进步铺平道路。这项技术可以延长智能手机等小型电子设备的电池寿命，最终为实现无碳社会做出贡献。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375365.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375365.htm