2020年12月15日
低成本的可充电电池形成几乎所有便携式电子设备的核心,已日益成为现代日常生活中普遍存在。
这个新的硬碳电极材料的高能力意味着能量密度增加19%按重量是可能的在钠电池相比,锂离子电池。图片来源:Shinichi Komaba从东京大学科学。欧洲杯线上买球
除此之外,也可充电电池作为至关重要的组件在几个环保技术,如收获可再生能源的电力系统和汽车。可充电电池也在众多医疗器械的主要推动者和促进研究在许多不同领域的能源相机和电子传感器。所以,难怪很多电池占据了领先地位,因为他们全面性能优良稳定,容量,充电时间和价格。
但锂和其他昂贵和稀有金属,如铜和钴,不属于地壳上最丰富的材料,这些金属的需求增长将很快创建全球供应问题。欧洲杯足球竞彩
教授Shinichi Komaba和合作者东京理科大学欧洲杯线上买球在日本一直在努力克服这个问题恶化通过设计可充电电池替代和更丰富的材料。欧洲杯足球竞彩
在一项新的研究中,研究人员发现一种节能技术来创建一个新的碳基材料专门为钠电池。这项研究发表在了《应用化学国际版。
除了Komaba教授,该研究小组还包括Kamiyama高木女士和副教授祺日本久保田公司从东京大学的科学,Drs勇的梦想和Yoshitaka Tateyama在日本国家材料科学研究所,从日本冈山大学副教授Kazuma后藤。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
这项新研究有针对性的生产困难carbon-an非常多孔材料作为负极的可充电电池组的使用氧化镁(分别)作为无机模板内的纳米级孔硬碳。
的团队调查了另一个方法结合的成分分别以模板精确调整接下来的硬碳的纳米结构电极。后,大量的理论和实验研究中,研究人员描述了最优生产条件和原料创造硬碳478 mAh / g的容量;这种能力是最高的报道过这种类型的材料。
直到现在,钠-碳基负极材料电池的能力主要是在300 - 350 mAh / g。欧洲杯足球竞彩虽然已报告438 mAh / g附近的值,这些材料需要在极高的温度下热处理超过1900°C。欧洲杯足球竞彩相比之下,我们采用热处理只有1500°C,一个相对较低的温度。
Shinichi Komaba教授,东京大学的科学欧洲杯线上买球
显然,较低的温度转化为较低的能量消耗,也意味着更少的环境影响和更低的成本。
这确实最近设计的硬碳电极材料具有非凡的能力,大大超过石墨(372 mAh / g),目前用于锂离子电池的负极材料。
此外,而钠电池结合这个硬碳负极理论上在较低工作电压0.3 V与常规的锂离子电池相比,前的高容量电池会导致相对重量更大的能量密度(即1600 Wh /公斤1430 Wh /公斤),导致能量密度增加19%以上。
对结果感到高兴,期待未来,Komaba教授补充道,“我们的研究证明,可以实现高能钠电池,推翻了普遍认为的锂离子电池具有更高的能量密度。极高的硬碳能力,我们开发了打开了一扇门向sodium-storing新材料的设计欧洲杯足球竞彩。”
然而,需要更多的研究来验证,推荐的材料真正提供了更好的输入-输出特性,寿命和低温操作在实际钠电池。如果这个理论成立,下一代的充电电池可能很快成为现实。
期刊引用:
Kamiyama、。等。(2020)MgO-Template极高的综合能力硬碳Na-Ion电池。《应用化学国际版。doi.org/10.1002/anie.202013951。
来源:https://www.tus.ac.jp/en/