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廉價(jià)的有機(jī)材料使電池更加耐用！

2017-06-26 15:13:33 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：材料科技在線分享至：

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休斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的材料，這種材料可作為酸性和堿性電池的有效陽(yáng)極，也可用于新興的含水金屬離子電池，該材料提高了電池在一定溫度范圍內(nèi)工作的安全性、持久性。（如上圖所示）

現(xiàn)代電池是汽車和手機(jī)進(jìn)行一切功能的基礎(chǔ)，但卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠完美——它們會(huì)發(fā)熱，在寒冷的天氣下表現(xiàn)不佳，生命周期相對(duì)較短。現(xiàn)在休斯頓大學(xué)的研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一類新的材料，這解決了天然材料中的許多問(wèn)題。

電氣與計(jì)算機(jī)工程副教授Yan Yao率領(lǐng)的研究人員報(bào)告說(shuō)，他們使用醌類化合物為含水可再充電電池制造穩(wěn)定的陽(yáng)極復(fù)合材料，醌類化合物是一種廉價(jià)的，含量豐富且易于回收的材料。

同時(shí)也是德克薩斯超導(dǎo)體中心化學(xué)和生物分子工程系的首席研究員Yao說(shuō)：“這種新材料價(jià)廉，并且在腐蝕性環(huán)境中化學(xué)穩(wěn)定。” 他還說(shuō)道，該材料還可為當(dāng)前電池陽(yáng)極創(chuàng)建“插入替代”，而不會(huì)改變現(xiàn)有的電池生產(chǎn)過(guò)程。

他認(rèn)為：“這可以更快地上市。”Yao和他的實(shí)驗(yàn)室，包括研究員該論文的第一作者Yanliang Liang，在他在2013年被授予能源部高級(jí)研究計(jì)劃署——能源部（ARPA-E）RANGE計(jì)劃100萬(wàn)美元后，開始開發(fā)新的電池技術(shù)。參與該項(xiàng)目的其他研究人員包括加州大學(xué)圣地亞哥分校的Ping Liu，西北大學(xué)的Antonio Faccheti，以及Yan Jing，Saman Gheytani和Kuan-Yi Lee。

能源儲(chǔ)存是更廣泛地應(yīng)用電動(dòng)汽車、風(fēng)能和太陽(yáng)能以及其他清潔能源技術(shù)的關(guān)鍵。電池存儲(chǔ)系統(tǒng)將能夠存儲(chǔ)能量直到需要再充電才能再次充電。但是，由于缺乏符合各種要求的電池，如環(huán)保、安全、便宜和持久耐用，電池存儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展受到阻礙。

研究人員寫道。“具有低成本和不易燃的水性電解質(zhì)的水性可再充電電池本質(zhì)上是安全的，并且使用揮發(fā)性有機(jī)電解質(zhì)的鋰離子電池，是最近的災(zāi)難性爆炸事件的罪魁禍?zhǔn)住?rdquo; 但是最先進(jìn)的含水可再充電電池壽命短，使得它們不適合經(jīng)常更換它們的實(shí)際應(yīng)用。

Yao說(shuō)，主要存在的問(wèn)題是電池的一部分能量流過(guò)的陽(yáng)極時(shí)被損耗。現(xiàn)有的陽(yáng)極材料本身在結(jié)構(gòu)和化學(xué)上是不穩(wěn)定的，這意味著電池只在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)是有效的。

他們使用醌類化合物，一種地球豐富的有機(jī)材料，Yan說(shuō)每公斤成本只有2美元，現(xiàn)已證明三種配方的材料都對(duì)電池有益。

Liang表示，不同的配方提供了酸性電池和堿性電池（如汽車中使用的那些）的有效陽(yáng)極，以及新興的含水金屬離子電池陽(yáng)極。他說(shuō)，這意味著基于醌類化合物的陽(yáng)極將在未來(lái)的各種技術(shù)上占主導(dǎo)地位。

Liang說(shuō)，新材料也可以讓電池工作在溫度范圍內(nèi)高效使用，不像一般的水性電池，在寒冷的天氣里是臭名昭著的。

Yao表示，消費(fèi)者很快會(huì)注意到現(xiàn)有電池技術(shù)在這一變化中的一個(gè)主要區(qū)別。他說(shuō)：“作為這些電池之一的汽車電池，其可能持續(xù)使用10年。” 除了減緩車輛和固定蓄電池的電池的劣化之外，還將使電池處理更容易，因?yàn)樵摬牧喜缓亟饘佟?/span>

研究人員已經(jīng)申請(qǐng)了三項(xiàng)技術(shù)專利，并希望找到合作伙伴將該技術(shù)商業(yè)化。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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