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“电位穿越”方案提升锂电池性能

时间:2021-03-25 00:53
本文摘要:提高能源利用效率,扩大新能源和可再生能源,电化学储藏新电池是必不可少的。课题组负责人、复旦化学系教授吴宇平说明,由于锂金属的化学特性非常明亮,以前科学家将其作为负极材料,通过锂的水解恢复电池静电。目前常用的锂电池一般用于非水的有机电解质溶液作为介质,在电化学反应过程中电子可以往返。 但传统方法生产的锂电池生产成本较高,其中有机电解质溶液不存在一定的安全隐患。近年来,世界科学家正在探索锂电池中的介质溶液是否可以用离子导电率高的水替换?

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提高能源利用效率,扩大新能源和可再生能源,电化学储藏新电池是必不可少的。课题组负责人、复旦化学系教授吴宇平说明,由于锂金属的化学特性非常明亮,以前科学家将其作为负极材料,通过锂的水解恢复电池静电。目前常用的锂电池一般用于非水的有机电解质溶液作为介质,在电化学反应过程中电子可以往返。

但传统方法生产的锂电池生产成本较高,其中有机电解质溶液不存在一定的安全隐患。近年来,世界科学家正在探索锂电池中的介质溶液是否可以用离子导电率高的水替换?难题在所有人面前推开锂电池依赖于锂离子通过介质溶液,因为负电极间的移入产生了电流,但是低电位的锂离子不会与水溶液再次产生的电化学反应,结果两县的氢分解了氢氧化锂,电池本身产生了损失,无法展开约克电池。方案说明:复旦研究人员开辟了独特的道路,用高分子材料和无机材料制成复合膜,复盖在金属锂之外。

该复合膜协助锂离子的电位在正负极之间时空通过,质子和水分子在较低的电位下得不到电子,锂离子进入过程中会产生损失。吴教授开玩笑说:锂离子的电位通过膜,一下子变成负极,必须从负极返回负极。在科幻电影中,人通过虫洞需要在地球和宇宙之间交往。

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因此,课题组称这一新发现为电位通过。据介绍,复合膜覆盖的新型水锂电池可大大降低电池成本,提高能量密度,使电池时间更短,储存电量更多,耐久性更稳定。

根据实验算,该技术生产的新型锂电池能效率约为95%,其能密度在某种程度的大小、品质的情况下储电能,比现在广泛使用有机电解质的锂离子电池高80%。研究人员说,预计装备这种新型锂电动汽车,在满电状态下行驶平均距离400公里,电池时间仅为10秒左右的笔记本电脑和手机,待机时间可以加倍以上。据报道,该研究公开发表在最近的《自然科学报告》杂志上,引起了美国能源研究机构、企业的关注。

但吴宇平更期待与国内企业合作,推动新技术尽快产业化。


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