美研發MXene鋰電池電極 電動車充電或僅需數秒
時間:2017-07-27 16:10來源:蓋世汽車 作者:綜合報道
點擊:
次
新款鋰離子電池電極簡介
新款鋰電池的電極采用了一款名為MXene的二維材料，其導電性高。據研究團隊透露，未來新款鋰電池或許能實現電動車的“近即時（near-instant）”充電。
他們表示，新電極或將解決長久以來一直困擾電動車市場的一大技術難題。在早前的研究中，該團隊將目光放到了超級電容器（supercapacitors）上，該器件是便攜式電子產品的儲能設備。可惜的是，該器件僅能被用于快速充放電，無法長期儲能。
如今，德雷塞爾大學的工程學研究員們采用了MXene材料，結合了超級電容器與傳統大容量電池的優點和特性。
首席研究員Yury Gogotsi表示，團隊的研究成果駁斥了普遍接受的業內教條（dogma）——相較于雙電層電容器（electrical double-layer capacitors）內所用的物理存儲器（physical storage），電池內化學物質的電荷存儲（chemical charge storage）的充電速率要慢得多。
Gogotsi在一份聲明中宣稱：“我們抽取了薄薄的一層MXene電極，用于演示充電速率，整個充電過程只需數十毫秒。這主要得益于MXene材質的超高導電性，為未來研發超快速儲能設備鋪平了道路，未來鋰電池的充放電耗時將僅需數秒，且所儲存的電能要遠高于常規的超級電容器。”
MXene材質簡介
MXene是一款扁平的納米材料，于2011年被德雷塞爾大學材料科學與工程系的研究人員所發現，其外觀酷似三明治，由氧化物與導電的碳及金屬填充物構成，而氧化物相當于三明治中的面包，將填充物夾在中間。在材料制造過程中，研究人員將采用層壓法來制作MXene。不妨想象下桶裝品客薯片的樣子，該材質的各層材料就是如此堆疊而成的。
MXene材質電極的弊端及改進
盡管MXene的導電性相當出色，但其結構不利于鋰離子在電池內的擴散。對于鋰電池的儲能而言，鋰離子留在氧化還原活性位置（redox active sites），這類位置的數量越多，電池保有的電量就越大。重要的是，電池還使鋰離子能夠自由移動，否則其無法到達氧化還原活性位置。
為使MXene的鋰離子能自由移動，研究人員對其結構進行了一定的調整。研究人員將MXene與水凝膠（hydrogel）相混合，改變了其結構，使鋰離子能自由移動。
Yury Gogotsi表示：“理想的電極架構是多通道結構（multi-lane），以便鋰離子高速移動。研究團隊研發的大孔隙電極設計恰好實現了該目標，使充電過程短短數秒內完成。”
MXene電極的未來展望
該大學表示，該款電池材料的研發應用具有重要意義，其在很大程度上解決了目前電動車推廣受阻的一大技術難題。
Gogotsi表示：“若未來該款低維導電材質電池電極得到采用，將大幅提升電池的充電效率及電量，進而將提升車輛、筆記本電腦、手機電池的充電速率，只需數秒或數分鐘就能完成，無需苦等數小時。”
Gogotsi表示，采用MXene作為電極材料的最大好處在于其導電性。但研究團隊也承認，該電極材料及相關技術看似頗具前景，但目前仍不確定試制成功并用于車輛后的實際情況，但他們表示，一旦應用到車輛及手機中，將徹底顛覆當前所用的電池。
(責任編輯：admin)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.astra-soft.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.astra-soft.com
猜你喜歡
-
10分鐘快充時代來臨：王朝陽團隊極速充電技術被美國能源部采用推廣
2018-05-14 13:53 -
美大學最新研究成果：電動車成本還不到燃油車一半
2018-01-15 12:31 -
外媒：美國科學家研制出不會爆炸的水鋰電池
2017-09-08 12:15 -
美國海軍研發水下無線充電站 可為無人潛水艇充電
2017-08-31 16:04 -
美國科學家研發出高科技紗線：只需拉伸或扭轉就能發電
2017-08-25 17:26 -
美國研發巨型風力發電機 比埃菲爾鐵塔還高
2017-07-27 10:53 -
韓國航空研究所太陽能EAV-3無人機亟待美方電池
2017-07-26 14:17 -
大眾與埃克森美孚合作研發天然氣車
2017-05-08 13:52
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
10分鐘快充時代來臨：王朝陽團隊極速充電技術被美國能源部采用推廣
2018-05-14 13:53 -
美大學最新研究成果：電動車成本還不到燃油車一半
2018-01-15 12:31 -
外媒：美國科學家研制出不會爆炸的水鋰電池
2017-09-08 12:15 -
美國海軍研發水下無線充電站 可為無人潛水艇充電
2017-08-31 16:04 -
美國科學家研發出高科技紗線：只需拉伸或扭轉就能發電
2017-08-25 17:26 -
美國研發巨型風力發電機 比埃菲爾鐵塔還高
2017-07-27 10:53 -
韓國航空研究所太陽能EAV-3無人機亟待美方電池
2017-07-26 14:17 -
大眾與埃克森美孚合作研發天然氣車
2017-05-08 13:52
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號