
锂离子电池(LIBs)是目前最常用的可充电电池类型,在多种应用领域得到广泛使用,包括消费电子产品、电动汽车(例如特斯拉汽车)、可再生能源系统和航天器。尽管与其他可充电电池相比,LIBs在许多方面提供了最佳性能,但它们也存在缺点。锂资源相对稀缺,其价格预计会随着未来供应的减少而迅速上涨。此外,锂提取和不当处理对环境构成巨大挑战。
锂离子电池(LIBs)是目前最常用的可充电电池类型,在多种应用领域得到广泛使用,包括消费电子产品、电动汽车(例如特斯拉汽车)、可再生能源系统和航天器。尽管与其他可充电电池相比,LIBs在许多方面提供了最佳性能,但它们也存在缺点。锂资源相对稀缺,其价格预计会随着未来供应的减少而迅速上涨。此外,锂提取和不当处理对环境构成巨大挑战。
东京都立大学的科学家开发了一种用于深紫外(DUV)发光二极管应用的新型电极材料。他们使用尖端的沉积技术,在添加了钽的氧化锡和氧化锗合金上形成薄膜,发现它们表现出优异的导电性和前所未有的DUV光透明度。新电极有望对工业产生影响,因为相同的波长用于杀菌过程和微芯片的制造。研究成果发表在Chemistry of Materials上。
随着碳中和目标的快速推进和新能源产业的大力发展,我国的能源结构正面临着重大变革,储能系统作为能量存储和转化的重要载体,成为支撑能源革命的关键一环。锂离子电池作为当前技术最成熟、使用最广泛的储能系统之一,在能量密度、功率密度、成本等方面存在固有短板,难以应对能源结构变革的新挑战。聚合物具有比容量高、倍率性能好、结构可设计、资源丰富及力学柔性等特点,被认为是一种非常有前景的储能材料,近年来不断被研究者运用到锂离子电池领域。
为了构建一套可负担得起的电网储能解决方案,液流电池装置也于近年再次引起了研究人员的普遍关注。而本文要为大家介绍的,就是来自麻省理工学院的一种独特电极。具体说来是,该校研究团队开发出了一种类似于软冰淇淋的新型电极材料,认为可将之集成到“半固态”电池中,从而以更廉价的方式来存储可再生能源。该研究发表在Joule杂志上。
近日,中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所微纳中心研究员吴天准团队研发出一种普适于神经界面、水氧化及抗生物污染的功能化电极材料。
根据发表在《合金与化合物杂志》上的一项新的研究,关于全电动汽车最令人担忧的问题之一–电池容量–将很快变得没有意义,这要归功于一种新型纳米材料,它能够使锂离子电池的容量增加三倍并延长其使用寿命。
作为一种高能量密度储能器件,锂离子电池不仅已经广泛应用于消费电子领域(如笔记本电脑、智能手机),而且也适合用于电动车中的动力电池。正极是锂电池最为重要的组成部分。在正极材料的研究中,当电子在空间上局域分布并与晶格耦合将形成极化子,极化子现象近些年逐渐引起人们更多关注,主要是因为其减弱电子导电性,不利于电子传导。研究极化子的形成机理以及如何调控极化子来提高电子导电性,逐渐成为锂离子电池正极材料研究的重要课题。
中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系朱锡锋教授研究团队提出“废弃生物质制备高性能超级电容器电极材料”的新方法,采用农林废弃物热解获得的重质生物油(HB)和厨余垃圾中的小龙虾壳,通过简单的合成即可制备高性能超级电容器的电极材料。
橡树岭国家实验室(ORNL)的研究人员开发了一种新型无钴阴极,有潜力替代当今为电动汽车和消费电子产品供电的锂离子电池中常见的钴基阴极。
研究高容量富锂正极材料对于发展高能量密度、低成本动力电池具有重要促进作用。如何进一步抑制氧的释放、提高安全性是这类高比容量正极材料商业化应用的关键。北京大学工学院夏定国课题组对富锂正极材料开展多年的研究,取得新的进展。
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员刘健团队与中国科学技术大学教授宋礼、悉尼科技大学副教授刘浩及教授汪国秀团队合作,制备出N掺杂空心多孔碳负载Co单原子纳米反应器(CoSA-HC)。该反应器作为锂-硒电池正极,表现出较高的放电容量、较好的倍率性能和循环稳定性,其库仑效率接近100%,为金属-硫族电池(MCB)电极的设计提供新思路。
钴酸锂(LiCoO2)是较早商业化的锂离子电池正极材料,其具有很高的材料密度和电极压实密度,使用钴酸锂正极的锂离子电池具有较高的体积能量密度,因此,钴酸锂是消费电子用锂离子电池中应用最广泛的正极材料之一。
氢将成为未来的主要能源,它可以由能再生、又能持续的资源——“水”产生,能为气候保护做出重要贡献,并替代化石燃料。氢被视作未来的主要能源载体,但目前尚无有效的工艺方法廉价地制氢,如何环保、安全和廉价地制氢成为一大课题。柏林亥姆霍兹中心(HZB)的马塞尔·里施(Marcel Risch)和他的团队提出了新思路改善现有的水电解技术,即把水化学分解为氢和氧的工艺。
美国阿贡国家实验室研究人员自主研发了阳极复合材料。该材料主要由黑磷和导电碳化合物组成,其中黑磷是一种理论上容量很高的导体。研究人员表示,磷的能量容量很高,库伦效率也很高,超过90%,这意味着阳极材料和电解质之间几乎不会发生副反应,在电池初始充放电循环中锂的损失并不多。在证明了黑磷复合材料具有稳定性后,该团队正在研究主要由红磷制成的复合材料,而且该材料也显示出很有发展前景的结果。
随着移动电子产品、大规模储能和电动汽车的快速发展,开发高能量密度、高功率密度、长循环寿命、高安全性的锂离子及后锂离子电池成为储能领域的研究热点和焦点。发展高容量、高倍率、高稳定性的电极材料是实现这一目标的重要途径。
近期,中国科学院上海硅酸盐研究所先进材料与新能源应用研究团队在高比电容少层介孔碳电极材料的宏量制备方法、极速储放能的高比容量黑色二氧化钛电极材料、超高倍率电容式储能的纳孔氧化铌基单晶等方面取得系列进展,支撑了融合“电容+电池”储能优点的高能量和高功率储能器件性能实现突破。
阿尔托大学的研究人员首次使用二氧化碳生产电池保护涂层,未来此类涂层可以延长电池的寿命,并让利用更高效的新电池材料成为可能。除了增加电池的耐久性,人工SEI还可以使用更高效的新型电极材料。电池总是由两个电极组成,每个电极都有自己的特性,会影响到电池的性能。
作为一种相对稀有且贵重的重金属,钴在当今锂电池中起着至关重要的作用。然而德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家们,已经想到了一种完全未用到钴元素、但性能又媲美传统锂电池的新型电极。除了节省制造成本,还对从事采矿工作的人员和环境保护都具有重要的意义。
德克萨斯州农工大学(Texas A&M)的一支研究团队,想到了将碳纳米管掺入锂金属电池的电极中,以实现更高、更安全的充电。该校工程学院的科学家们,将研究重点放在了电池架构的改良上。据悉,传统锂电池中的锂离子会在充放电过程中于两极之间来回移动,其中阳极材料通常由石墨和铜的混合物制成。
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源重点实验室研究了P2型层状氧化物中的潜在最高钠离子含量,并观察到高钠含量能够改善结构的稳定性,同时能促使低价阳离子被氧化为高价态。