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高能密度锂存储材料问世锂离子电池扩容实现
2011-01-16 00:26
本文摘要:最近,卡尔斯鲁厄理工大学的研究人员明确提出了新的锂储存原则,突破了现有技术,提高了锂离子电池的锂储存密度,构建了锂离子电池的配套。锂离子电池是目前使用最广泛的电池技术。笔记本电脑、手机、照相机等设备都是必需的。这个阶段的研究活动主要是提高锂存储密度,不断扩大电池容量。 此外,锂存储必须符合高功率设备对慢电池的拒绝,这需要熟悉锂离子电池的电化学工艺和新电池组件的发展。锂储存材料目前在主要由金属氧化物组成的主结构腔内展开插件储存锂(称为插入式)。

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最近,卡尔斯鲁厄理工大学的研究人员明确提出了新的锂储存原则,突破了现有技术,提高了锂离子电池的锂储存密度,构建了锂离子电池的配套。锂离子电池是目前使用最广泛的电池技术。笔记本电脑、手机、照相机等设备都是必需的。这个阶段的研究活动主要是提高锂存储密度,不断扩大电池容量。

此外,锂存储必须符合高功率设备对慢电池的拒绝,这需要熟悉锂离子电池的电化学工艺和新电池组件的发展。锂储存材料目前在主要由金属氧化物组成的主结构腔内展开插件储存锂(称为插入式)。

这种方法很有效,但存储密度有限。因为锂在这种结构中不能用高密度填充。

另外,单位单位储存多个锂离子一般是不可能的。因为这样做会导致结构仍然不稳定,结构经常崩溃。(威廉莎士比亚、锂离子、锂离子、锂离子、锂离子、锂离子、锂离子、锂离子)因此,要在柔软的结构中减少锂的填充密度,打破目前的存储密度下限。

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卡尔斯鲁厄理工大学(KIT)的MaximilianFichtner教授和RuiyongChen博士领导的团队明确提出了每个单位可以同时储存1.8个锂离子的新存储原则和适当的存储资料。材料的组成为Li2VO2F,在平均电压为2.5V的情况下进行测试,存储容量高达420mAh/g。

由于材料的高密度,与活动材料相比,存储容量超过4600Wh/L。图:新的储存材料不包括锂(左)和锂(右)。

与目前使用的存储材料不同,新的存储仍然需要在晶体单元的晶格上展开存储,而不是插值存储锂。因此,存储密度有了很大的提高。令人惊讶的是,结构中的锂离子高速运动,它可能会留在晶格中,更容易瓦解晶格。钨控制着锂离子的收购和释放,在此过程中,晶格总是保持平稳的整体,这是该储存材料比较完善的地方。

这种结构流动性低,所以晶格本身的结构是稳定的。研究组负责人MaximilianFichtner回应说,流动性低的情况下,结构不仅稳定,而且体积变化量只有3%,这一系统非常不常见。这个存储原则也适用于其他组件。使用其他类似结构的化合物甚至可以获得比钚储存更高的能量密度。


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