美國研發(fā)出鋰電池新型陰極材料，可緩解電池材料供應(yīng)鏈緊張難題2021-07-02 08:56
美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家小組開發(fā)了一種新的鋰離子電池陰極設(shè)計(jì)，將為進(jìn)一步研究提供一系列不同的材料。該小組希望這一研究能夠迅速擴(kuò)大規(guī)模，以緩解電池材料供應(yīng)鏈緊張難題。
美國科學(xué)家研發(fā)鋰電池新型陰極材料 或?qū)硇袠I(yè)革新
儲(chǔ)能在向清潔、可再生能源的過渡中發(fā)揮著重要作用。雖然還有其他電池類型和其他形式的存儲(chǔ)，但鋰離子很可能在連接世界電網(wǎng)的存儲(chǔ)項(xiàng)目中占據(jù)最大份額，并為電動(dòng)汽車和其他重要技術(shù)提供動(dòng)力。
這使很多人對當(dāng)今鋰離子電池中常用的材料產(chǎn)生了關(guān)注，而尋找替代材料也成為了全世界科學(xué)家和研發(fā)團(tuán)隊(duì)關(guān)注的焦點(diǎn)。
美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家小組研究了一種叫做過量鋰的無序巖鹽的材料。他們基于與目前生產(chǎn)的鋰離子電池不同的反應(yīng)類型開發(fā)了一種正極設(shè)計(jì)，以盡可能容納更多的鋰離子，并開發(fā)出一系列潛在的材料，以減少對鈷、鎳和其他更昂貴材料的依賴。
伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Gerbrand Ceder解釋道：“無序巖鹽材料具有巨大的成分靈活性，這非常強(qiáng)大，因?yàn)槟悴粌H可以在無序巖鹽正極中使用各種豐富的金屬。也可以使用這些金屬來解決在設(shè)計(jì)新電池的早期階段可能出現(xiàn)的問題。這就是我們?nèi)绱伺d奮的原因。”
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反應(yīng)是一種改變材料晶體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，也是目前鋰離子電池能夠充放電的反應(yīng)類型。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，完美的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)更有利于鋰離子的快速傳輸。
該小組解釋道：“與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)相反，我們用非拓?fù)浞磻?yīng)證明了陽離子無序巖鹽陰極的速率性能得到了明顯的改善。我們相信，精心設(shè)計(jì)的非拓?fù)湫詾樵O(shè)計(jì)高容量陰極材料提供了新的機(jī)會(huì)。”
盡管新的電池材料可能需要20年或更長時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但該小組希望通過無序巖鹽材料加速這一時(shí)間框架，并指出歐洲和亞洲的其他小組也已經(jīng)開始了類似材料的研究項(xiàng)目。伯克利實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)能源科學(xué)的副主任Jeff Neaton表示：“電池技術(shù)和能源儲(chǔ)存的進(jìn)步需要在材料的基礎(chǔ)科學(xué)方面不斷取得突破。伯克利實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)知識(shí)、獨(dú)特的設(shè)施以及先進(jìn)的成像、計(jì)算和合成能力使我們能夠在原子和電子的規(guī)模上研究材料。我們已做好充分準(zhǔn)備，加快發(fā)展有前景的材料，如用于清潔能源的無序巖鹽。”
美國科學(xué)家研發(fā)鋰電池新型陰極材料 或?qū)硇袠I(yè)革新
儲(chǔ)能在向清潔、可再生能源的過渡中發(fā)揮著重要作用。雖然還有其他電池類型和其他形式的存儲(chǔ)，但鋰離子很可能在連接世界電網(wǎng)的存儲(chǔ)項(xiàng)目中占據(jù)最大份額，并為電動(dòng)汽車和其他重要技術(shù)提供動(dòng)力。
這使很多人對當(dāng)今鋰離子電池中常用的材料產(chǎn)生了關(guān)注，而尋找替代材料也成為了全世界科學(xué)家和研發(fā)團(tuán)隊(duì)關(guān)注的焦點(diǎn)。
美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)科學(xué)家小組研究了一種叫做過量鋰的無序巖鹽的材料。他們基于與目前生產(chǎn)的鋰離子電池不同的反應(yīng)類型開發(fā)了一種正極設(shè)計(jì)，以盡可能容納更多的鋰離子，并開發(fā)出一系列潛在的材料，以減少對鈷、鎳和其他更昂貴材料的依賴。
伯克利實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家Gerbrand Ceder解釋道：“無序巖鹽材料具有巨大的成分靈活性，這非常強(qiáng)大，因?yàn)槟悴粌H可以在無序巖鹽正極中使用各種豐富的金屬。也可以使用這些金屬來解決在設(shè)計(jì)新電池的早期階段可能出現(xiàn)的問題。這就是我們?nèi)绱伺d奮的原因。”
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反應(yīng)是一種改變材料晶體結(jié)構(gòu)的反應(yīng)，也是目前鋰離子電池能夠充放電的反應(yīng)類型。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，完美的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)系統(tǒng)更有利于鋰離子的快速傳輸。
該小組解釋道：“與傳統(tǒng)的觀點(diǎn)相反，我們用非拓?fù)浞磻?yīng)證明了陽離子無序巖鹽陰極的速率性能得到了明顯的改善。我們相信，精心設(shè)計(jì)的非拓?fù)湫詾樵O(shè)計(jì)高容量陰極材料提供了新的機(jī)會(huì)。”
盡管新的電池材料可能需要20年或更長時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，但該小組希望通過無序巖鹽材料加速這一時(shí)間框架，并指出歐洲和亞洲的其他小組也已經(jīng)開始了類似材料的研究項(xiàng)目。伯克利實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)能源科學(xué)的副主任Jeff Neaton表示：“電池技術(shù)和能源儲(chǔ)存的進(jìn)步需要在材料的基礎(chǔ)科學(xué)方面不斷取得突破。伯克利實(shí)驗(yàn)室的專業(yè)知識(shí)、獨(dú)特的設(shè)施以及先進(jìn)的成像、計(jì)算和合成能力使我們能夠在原子和電子的規(guī)模上研究材料。我們已做好充分準(zhǔn)備，加快發(fā)展有前景的材料，如用于清潔能源的無序巖鹽。”
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