高容量可再充电电池是各种装置和运输模式中不可或缺的组件,在向环境友好型世界过渡中至关重要。其生产涉及各种元素,包括钴,不幸的是,它助长了某些环境、经济和社会挑战。
充电准备出发研究者用更安全、更丰富的元素替换问题稀疏钴,减轻当前电池的一些问题作为一种额外红利,新电池化学提高等量重能密度,这在电动汽车等应用中非常有用。图像感想山田等CC-BYND
首次组成团队 包括研究者东京大学引入大有希望替代钴,在某些方面显示优异性能比先进电池化学替代方法还显示通过多回填周期的超强恢复能力,基本原则可扩展处理其他挑战
多数小机装锂离子电池数十年来,Libs一直以传统方式为便携式或移动电子装置和机器提供电源。世界从化石燃料转而使用时,人们日益认识到化石燃料是电动汽车和家电电池使用的关键构件,对装有太阳能板者尤其如此。象电池有正负极,Libs有缺陷并有优
ibs提供更高的能量密度 延长寿命或电量更高设备
此外,虽然它们能经受多次充电周期,但随时间推移而退化,如果电池能承受更多充电周期,同时长时保持容量,则会大有裨益。然而,也许当前LIB最迫切的关切与其生产中使用的元素之一有关。
cobalt广泛应用LIBs关键组件电极所有电池原理相似:二电极-一正-负-方便电解解内电解离子-连接外部电路
钴稀有元素,稀有元素目前只有一个初级源,即位于刚果民主共和国的一组矿山。
多年来,人们对这些矿的环境影响和劳动条件产生许多关注,包括童工报告从供应角度看,钴源因区域政治和经济不稳定而构成挑战
有许多原因我们希望从使用钴转而改善锂离电池对我们来说,挑战是技术问题,但其影响可能是环境、经济、社会和技术问题。我们高兴地报告一个新的钴替代物,即使用新式电极元素组合,包括锂、镍、锰、硅和氧-多得多常见和少问题元素制作和工作.
asuo山田教授,东京大学化学系统工程系
山田及其团队开发的新电极电解法不仅消除钴,还以各种方式改善当前电池化学新建LIB拥有约60%高能密度,可能导致寿命延长,它们可提供4.4伏特,而传统LIB典型为3.2-3.7伏特。
最突出技术成就之一是增强充电特征测试电池使用这种新化学作用能完成1000多充电和排出周期(模拟三年完全使用和充电),而存储容量仅下降20%
...我们对迄今的结果感到高兴,但来到这里并非没有挑战。努力抑制各种不良反应 发生在我们新电池化学器早期山田
我们仍然有路可走,因为有一些残留小反应来减轻影响,以便进一步提高安全性和寿命。目前,我们相信这项研究将改善电池多应用,但有些需要极耐用性和寿命,可能尚不满足.
asuo山田教授,东京大学化学系统工程系
山田及其团队最初侧重于LIB应用,而最近突破所依据的原理可扩展至各种电化流程和装置其中包括不同类型的电池、分水生产氢和氧、矿石熔炼、电码等多项应用
JournalReference:
高Set al.2023年电解电池设计带无钴阴极和二氧化物阳极自然可持续性.doi.org/10.1038/s41893-023-01237-y.
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