2021年1月18日
面对锂离子电池需求的激增和有限的锂储备，科学家们正在寻找锂技术的替代品。俄罗斯Skoltech、D.门捷列夫大学和RAS化学物理问题研究所的研究人员合成并测试了新的聚合物基锂双离子电池正极材料。欧洲杯足球竞彩测试表明，这种新型阴极可以承受高达25000次的工作循环，充电只需几秒钟，因此性能优于锂离子电池。阴极也可以用来生产便宜的钾双离子电池。这项研究发表在《能源技术》杂志上。
全球的耗电量每年都在增长，对能源存储解决方案的需求也在增长，因为许多设备通常以自动模式运行。锂离子电池可以产生巨大的能量，而且单位质量的放电和充电速率和存储容量都相当高，是电子、电力运输、全球电网等领域的热门存储设备。例如，澳大利亚正在启动一系列大规模的锂离子电池存储项目，以管理过剩的太阳能和风能。
如果锂离子电池继续以越来越多的数量生产，世界上的锂储备迟早会耗尽。由于刚果生产的锂离子电池阴极用钴占全球钴产量的60%，钴的价格可能会飙升。锂也是如此，因为锂矿的水消耗对环境构成了巨大的挑战。因此，研究人员正在寻找一种新的储能装置，这种装置依赖于更容易获得的材料，同时使用与锂离子电池相同的工作原理。欧洲杯足球竞彩
该团队使用了基于涉及电解质阴离子和阳离子的电化学过程的锂电片后锂双离子技术，以获得锂离子电池充电率的歧管的增加。另一个顺数是阴极原型由由各种有机化合物合成的聚合物芳族胺制成。
“我们之前的研究是用聚合物阴极来制作超高速高容量电池，这种电池可以在几秒钟内充电和放电，但我们想要更多，”菲利普A. Obrezkov说，Skoltech Ph.D.学生和本文的第一个作者。“我们使用了多种替代方法，包括线性聚合物，其中每个单体单元只与两个相邻单元结合。在这项研究中，我们继续研究新的支链聚合物，其中每个单元至少与其他三个单元结合。它们一起形成了大的网状结构，确保了电极过程的更快动力学。用这些材料制成的电极表现出更高的充放电率。”欧洲杯足球竞彩
标准锂离子电池用含锂电解质填充并通过隔膜分成阳极和阴极。在充电电池中，大多数锂原子掺入阳极的晶体结构中。作为电池放电，锂原子通过隔膜从阳极移动到阴极。俄罗斯团队研究了双离子电池，其中电化学过程涉及分别进出阳极和阴极材料结构的电解质阳离子（即锂阳离子）和阴离子。
另一个新颖的特征是，在一些实验中，科学家们使用钾电解质代替昂贵的锂电池来获得双离子电池。
研究小组合成了两种新型的二氢吩嗪与二苯胺(PDPAPZ)和吩噻嗪(PPTZPZ)共聚物，用于生产阴极。作为阳极，他们使用金属锂和钾。由于阴极驱动着这些被称为半电池的电池原型的关键特性，科学家们组装它们以快速评估新的阴极材料的能力。欧洲杯足球竞彩
虽然PPTZPZ半电池显示平均性能，但PDPAPZ旨在更有效：具有PDPAPZ的锂半电池相当快速充电和放电，同时表现出良好的稳定性，即使在25,000次操作周期之后也能保持高达三分之一的容量。如果常规手机电池稳定，可以每天收取和放电70年。PDPAPZ钾的半电池表现出高能量密度为398WH / kg。为了比较，常见锂电池的值为200-250wH / kg，包括阳极和电解质重量。因此，俄罗斯团队证明了聚合物阴极材料可以产生有效的锂和钾双离子电池。欧洲杯足球竞彩
来源:https://www.skoltech.ru/