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新材料可在-50℃下防电池大量耗电
发布日期:2021-06-30    信息来源:科技日报    浏览次数:     字号:[ ]

俄罗斯国立技术大学和俄罗斯科学院金物理化学与电化学研究所科研人员,利用锗纳米晶体阳极使锂离子电池拥有前所未有的“抗寒性”,从而避免了锂离子电池在低温条件下的电荷大量损耗。相关研究成果发表在《电分析化学杂志》上。

锂离子电池由于结合了能量密度高、重量轻和低自放电等优点,在电池产品中备受欢迎。然而,即使是这种类型的现代电池,在严寒中也会失去大部分容量和功率。在零下20摄氏度时,锂离子电池的容量仅为零上20摄氏度时的10%左右。

在一些寒冷地区,如北极地区,那里的温度可降至零下50摄氏度或更低。因此,开发新的耐寒电池是一个重要的技术问题。

为解决这个问题,研人员合成了一种丝状锗纳米晶体,并研究了它们作为阳极(即电池的负极)材料的功能特性。研究人员伊利亚·加夫里林说,对于阳极来说,转换容量(电极在正常工作期间可以释放的电荷)在零下50摄氏度时约为250每克毫安。在这样的温度下,最常见的石墨阳极根本不能工作,而特殊的钛酸锂“耐寒”阳极的容量要降低到1/3至1/2。

伊利亚·加夫里林表示,在零下20摄氏度条件下,锗阳极的容量是标准石墨阳极的10倍,而其他“耐寒”材料存在一些缺点:工作电压低、容量低、即使在室温条件下充电过程也非常缓慢、制造复杂等等。

俄国立技术大学副教授阿列克谢·德罗诺夫说,通过电化学方式可从导电基板上的氧化锗水溶液中获取丝状锗纳米晶体。由于该纳米结构的合成技术简单、性能独特,还可以避免许多困难,有望使成品的成本相对较低。




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