研究澄清多价电池的主要优点和误解

锂离子电池被认可，以其从手机到笔记本电脑和电动车的所有能量密度的高能量密度，但随着对网格级的能量存储和其他应用变得更加紧迫，研究人员要求更便宜，更容易获得替代品到锂。

使用更多丰富的多价金属的电池可以彻底改变储能。研究人员审查了当前的多价金属离子电池研究状态，并提供了未来工作的路线图自然能源，报告顶部候选人 - 使用镁，钙，锌和铝 - 所有人都有很大的承诺，也令人难以追求实际需求的挑战。

“在这篇综述中，我们澄清了多价金属电池的关键优势和常见误解，”休斯顿大学电脑工程副工科副教授延尧院长表示，纸张与纸张的共同作者。

“多价金属离子电池更好地被视为大型能量存储的替代解决方案，而是作为比赛中的锂基电池的直接竞争对手朝向不断上升的能量密度目标。”

研究人员还检测了金属阳极的生长行为。虽然镁是一种很有前途的材料，但Yao说，重要的是要注意，它不能保证在无枝晶形态下普遍电镀。

“它只在选定的电解质溶液中这样做，没有副反应，活性金属表面没有钝化，镀镁剥离的库仑效率接近统一，”他说。

姚也是德克萨斯大学超导中心(TcSUH)首席研究员。

Yanliang“Leonard”Liang在呃和联合第一作者的电气计算机工程系中的研究助理教授表示，本文对现有的阴极材料的审查还提供了新的见解。欧洲杯足球竞彩“我们还讨论了设计策略，使真正的多价金属离子储能材料具有竞争性的性能，”欧洲杯足球竞彩他说。

研究人员的重点包括:

• 关于锂的可用性和成本的担忧促使对使用更丰富的元素具有更高能量密度和增强安全性的替代电池技术的兴趣。Prime候选物包括镁，钙，锌和铝，所有这些都被称为多价金属，或具有多个价电子的金属给予
• 这些多价金属离子电池分享了锂离子电池的工作原理中的许多相似之处，这表明它们可以通过工业迅速采用
• 以前对这些电池的预期能量密度的评估往往只考虑多价金属阳极——仅仅是电池中两个电极中的一个——这往往会得出误导的结论。研究人员提供了基于正极和阴极的能量密度的重新评估，旨在更好地定位这些电池在储能领域的位置
• 直接使用金属作为阳极是这些电池的安全性和能量密度承诺的一个重要方面，但围绕这些阳极的可行性存在不确定性
• 电解质溶液和对相关界面现象的理解正在改进，但仍远未建立
• 并找到良好的阴极材料需要考虑传统电池研究中的罕见。欧洲杯足球竞彩多价电池阴极的离子储存机构比其锂离子对应物更复杂。
• 因此，对阴极化学的误解在文献中惊人地普遍

研究人员还发布了一份建议清单，以确保未来的研究直接针对改进电池，包括:

• 更好地理解金属阳极的生长行为，这是实现所谓的锂离子电池安全承诺的关键一步
• 正确评估金属阳极与电解质溶液的兼容性以及保护涂料的有效性的实践
• 用于在阴极上正确解释离子储存机制的程序和技术
• 设计更好的阴极材料的方法欧洲杯足球竞彩

表比较先进的组件——金属阳极、电解质、阴极材料,基于每个电池多价金属元素,有可能取代锂发现,尽管有些人比别人走得更远,没有一个选择是准备商业化。欧洲杯足球竞彩

姚的研究小组专注于材料化学和镁及其他多价金属电池的设计;欧洲杯足球竞彩他在顶级期刊上发表了大量文章。

除了姚和梁之外，合作作者还包括UH的共同第一作者Hui Dong和以色列Ramat-Gan Bar-Ilan大学的共同通信作者Doron Aurbach。这项工作得到了美国能源部能源效率和可再生能源办公室的支持，作为合同DE-EE0008234下的电池500联盟的一部分。

来源:https://www.uh.edu/