在制作钾离子电池时,钾和石墨是不相容的,这一科学观点已经被证明是错误的。这将为锂离子电池的可持续替代铺平道路。
这张图描绘了一种新开发的钾离子电池的容量。(图片由俄勒冈州立大学提供)
锂离子电池广泛应用于电子产品、手机和电动汽车等领域。新的替代电池,钾离子电池,很可能更便宜,并且由大量可用的材料制成。欧洲杯足球竞彩
研究团队俄勒冈州立大学认为这一发现可以为更多传统电池的替代品铺平道路,这些电池将与低成本的石墨兼容作为阳极,或者可以与高能量的电子库一起使用。
锂可以用来产生电流,因为它是电荷载体。在电池中锂离子向石墨阳极流动的过程中沉积能量。然而,使用锂来促进当前的发电是昂贵的,因为锂是罕见的。只有0.0017%的地壳是由锂(按重量计算)构成的,因此价格高昂。锂的低可回收性并没有解决这个问题,这意味着大多数新电池需要新的锂来工作。
几十年来,人们一直认为钾不能与电池中的石墨或其他大块碳阳极一起工作。这种假设是错误的。83年来没有人报道过这个问题,真是令人震惊。
季秀磊,俄勒冈州立大学教授
利用镁、钾或钠等容易获得的、因此更便宜的材料来复制锂的性能还没有发生。欧洲杯足球竞彩
与锂相关的成本问题足以让你无法真正从规模经济中获益。对大多数产品来说,生产越多,成本就越低。在不久的将来,锂的情况可能正好相反。所以我们必须找到替代方案。
季秀磊,俄勒冈州立大学教授
纪万昌强调,钾很可能是另一种选择,因为地壳中钾的含量是锂的880倍。俄勒冈州立大学研究小组的最新研究证明,在电化学电池的阳极中使用钾和石墨或软碳是可行的。他还补充说,虽然目前用钾做的电池还没有达到锂离子电池的性能,但进一步的研究将很快填补这一差距。
可以肯定地说,钾离子电池的能量密度可能永远不会超过锂离子电池。但它们可以提供较长的循环寿命、较高的功率密度、较低的成本,并可充分利用现有的碳阳极材料制造工艺欧洲杯足球竞彩
季秀磊,俄勒冈州立大学教授
电池中电能存储的应用已经超越了手机和笔记本电脑等消费产品,延伸到运输、微电网存储、工业电源备份和可再生能源领域。
俄勒冈州立大学的官员寻求支持,以推动这项研究达到下一个水平,并通过俄勒冈州立大学商业化和企业发展办公室帮助营销创新技术。
主要的研究工作发表在《美国化学学会杂志》上。这项研究得到了美国能源部的支持,并与俄勒冈州立大学的其他研究人员Jian Zelang和Luo Wei合作进行。研究人员正在等待他们的新技术获得专利。