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高性能镁离子电池的诞生

作者:慕青      发布时间:2021-04-13      浏览量:0
摘要:研究人员在高性能电池的研究方面取得
摘要:研究人员在高性能电池的研究方面取得了重大进展,这远远超过了目前在雪佛兰(Chevrolet Wolanda)等电动汽车上使用的锂离子电池。他们可以利用现有设备上常用的电极进行电化学反应,用正二价镁离子取代锂离子。==同步,由芝加哥伊利诺伊大学化学系年长者助理教授更正。版权:约书亚·克拉克。世界各地的科学家正试图解决现有锂离子电池的局限性,并正在进行激烈的竞争,以开发新一代高性能电池。芝加哥伊利诺伊大学的研究人员在开发高性能电池方面取得了巨大进展,这种电池的性能远远超过目前在电动汽车中使用的锂离子电池,比如雪佛兰沃尔达(ChevyVolt)。

他们可以利用现有设备上常用的电极进行电化学反应,用正二价镁离子取代锂离子。

“由于镁离子是二价正离子,所以每引入电池材料的每一个镁离子,我们都能移动两倍的电子。”乔迪·卡巴纳·波罗。他是芝加哥伊利诺伊大学化学助理教授,也是该项目的首席研究员。

“我们希望这项工作能为研制新型高电压、高能量电池提供可靠的设计方法。”卡瓦纳说。

这项研究工作是由阿贡国家实验室领导的联合储能研究中心(联合储能研究中心)的一部分,目的是推动电池性能的革命性进步。这项研究的结果已在网上发表在“先进材料杂志”(AdvancedMatters)上。

每个电池由正负极和电解质组成。电极可以交换电子和离子,通常用正电交换。电解质只允许离子通过,电子是绝缘体,迫使电子通过外部电路为汽车或设备供电。

和充电过程正好相反,由于化学反应不完全有效,这就限制了可充电电池的数量。

“以这种方式往返的次数越多,电池的充电性能越好,充电利用率就越高。”“在我们的研究中,我们试图使每个离子移动的电子数目最大化,”Cabana说。因为当离子进入或离开电极时,它会破坏电极结构,当结构被破坏时,离子需要返回到电极上的能量越多,电池充电就越困难。

“这就像一个停车场,尽管停车位的数量是有限的,”Cabana说。卡瓦纳说:“但是,你可以在不破坏停车场结构的情况下增加更多的人。”

通过将镁离子反向插入电极材料的结构中,我们离高性能电池更近了一步。

“虽然这还不是电池,但它只是电池的一部分,但你会在最后的设备上看到它,”Cabana说。

新材料在线汇编和整理-翻译:李惠岩更正:摩天轮

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