來源:解放軍報
2022-12-16 12:28:12
原標題:科技云
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高柔性——
鈉離子微型電池
近期,《先進材料》雜志介紹了中科院大連化學物理研究所科研團隊最新研發的鈉離子微型電池。這種電池具備高容量和高倍率柔性化等顯著特征。
目前的鈉離子微型電池微電極厚度有限,難以滿足對更高面積容量的需求。針對這一缺陷,該科研團隊制備了具有適當黏度和流變特性的3D打印電極油墨,通過3D打印的厚電極具有三維多孔導電框架結構,有效提高了鈉離子微型電池的電化學性能。
實驗顯示,該微型電池在高電流密度40mA/cm2時仍具有3.6mAh/cm2的高面容量,以及6000圈的長循環穩定性,同時還表現出優異的機械柔性。
研究人員介紹,該型電池表現出的優異性能在可穿戴和便攜式微電子領域具有較大應用潛力。
壽命更長——
新型長壽命碘鋅電池
近期,據《納米能源研究》雜志介紹,山東大學某科研團隊研發出一款長壽命碘鋅電池。該電池通過簡單的自發置換反應,可以在電池的鋅負極表面原位構建錫保護層,從而提高電池穩定性和安全性。
實驗顯示,當錫保護層與碘正極匹配組裝鋅碘全電池時,可以較好抑制鋅枝晶的形成。
鋅錫涂層能幫助電池工作時實現均勻的鋅沉積。同時,錫的化學惰性有效避免了副反應的發生,緩解了鋅負極的腐蝕及析氫。
經測試,性能最突出的樣品電池能穩定循環超過900小時。此外,由鋅錫負極與碘正極組裝的一款電池,在經過1200次循環后仍具有90.7%的容量保持率。
科研人員表示,鋅基水系電池因為鋅儲量豐富、理論比容量高、安全穩定的特點,被視為下一代儲能設備的主要競爭者。
快速充電——
新型固態鋰金屬電池
近日,《自然》雜志刊文稱,美國哈佛大學研究人員受英式經典三明治的啟發,設計發明了一種新型固態鋰金屬電池。該電池可在3分鐘內完全充電,使用壽命達到20年。
傳統鋰金屬電池內部容易形成一種微小剛性的樹狀結構,造成電池短路著火。為此,研究人員采用類似三明治的多層結構有效解決了安全問題。新固態鋰金屬電池使用的是純金屬形式的鋰、固體電極和固體電解質。與傳統鋰離子電池相比,相同體積下的鋰金屬電池能存儲更多的能量,充電時間更短,并且在生命周期內充電循環可超過一萬次,遠遠優于同類電池。此外,該電池內部的化學成分可以回填枝晶產生的孔,即實現自我修復。
未來,清潔能源儲存技術的發展對于應對氣候變化至關重要。據估計,這種“新電池模式”有望在全球汽車電氣化的發展過程中將全球溫室氣體排放量減少16%。
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