研究发现金属氧化物超强储能机制可将电池容量提高三倍-电子工程世界

据外媒报道，德克萨斯大学奥斯丁分校(University of Texas at Austin)科学家领导的国际研究小组发现，一些金属氧化物可以储存能量，而且远远超出理论极限，有望成为下一代锂离子电池的关键材料。

电池，金属氧化物,锂离子电池材料,电动汽车,过渡金属氧化物，原位磁测技术

图片来源：utexas官网

该团队发现，这些金属氧化物拥有独特的储能方式，其储能能力是目前市面上常见的锂离子电池材料的三倍，有助于打造容量更大、体积更小、充电速度更快的电池。这些电池的性能更优异，可以应用于智能手机、电动汽车等领域。

研究项目负责人Guihua Yu表示：“近20年来，研究领域一直对这些材料超出理论极限的超高储能能力感到疑惑。本项研究的实验证据首次表明，这些材料通过空间电荷储存机制来储存额外的电荷。”为了证明这一现象，该团队找到了一种方法，监控和测量该元素如何随时间变化。参与该项目的包括得克萨斯大学、麻省理工学院、加拿大滑铁卢大学、山东大学、青岛大学和中国科学院的研究人员。

其核心发现是过渡金属氧化物。在这类化合物中，氧和过渡金属(如铁、镍和锌)相结合，将能量存储在金属氧化物中。这与传统方法不同，传统的电池通过让锂离子在这些材料中出入，或者转换晶体结构来储能。研究人员还发现，在一系列常规电化学过程中形成的铁纳米粒子表面，也可以存储额外的电荷容量。

研究显示，大量的过渡金属可以释放额外容量，而且可以收集高密度电子。但是，研究人员表示，要深入了解这些材料的潜力，还有很长的路要走。

研究采用的关键技术是原位磁测技术。利用这种实时磁监测方法，可以研究材料内部电子结构如何演变，还能通过测量磁性的变化，量化电荷容量。这种技术可用于研究小尺度电荷存储，其表征能力超出许多传统表征工具。Yu表示：“本项研究使用的是物理学家常用但在电池界很少使用的技术，并且获得了重要的研究成果。这是物理学和电化学的完美结合。”

关键字：金属氧化物锂离子电池引用地址：研究发现金属氧化物超强储能机制可将电池容量提高三倍

上一篇：三元锂电池中“811”争论点究竟是什么？
下一篇：软包电池推出CTP方案

推荐阅读最新更新时间：2024-11-21 14:47

Intersil的高度集成电池组检测器保护多单元锂离子电池

ISL94203现已通过全球分销伙伴供货美国加州、MILPITAS--- 2015年8月25日创新电源管理与精密模拟解决方案领先供应商 Intersil公司（纳斯达克交易代码：ISIL）今天宣布，推出ISL94203 3-8节电池组检测器，用于支持医疗流动服务车、轮椅、电动自行车、手持电动工具、真空吸尘器及太阳能或可再生能源储存系统中使用的锂离子或其他化学电池。该器件可准确地检测、保护和平衡可充电电池组，以最大限度延长电池续航时间，并确保安全的充电及系统运行。该器件现已通过Intersil的全球分销伙伴供货。原始设备制造商（OEM）现在逐渐弃用镍镉和铅酸电池，而选择更环保的锂离子化学电池。锂离子电池体积更小

[电源管理]

电池之战：全球锂离子电池供应链排名

导读：彭博新能源财经（Bloomberg New Energy Finance）的分析师对全球市场的影响进行了量化。这份排名提供了25个国家的概况，也提供了未来五年的展望。在几个国家都在争夺第一的位置之际，谁是锂离子电池供应链的领头羊？彭博社（BloombergNEF）对主要竞争对手进行了排名，发现中国已经取代了日本和韩国，占据了主导地位，至少今年是这样。根据彭博新能源财经最新的《能源储能展望》报告，到2040年，电动汽车的增长和对固定储能的需求将使锂离子电池成本进一步下降50％。 BNEF电池原材料首席分析师夸西?安波佛（Kwasi Ampofo）表示：“获得原材料、人才和基础设施对于吸引投资进

[汽车电子]

电池之战：全球<font color='red'>锂离子电池</font>供应链排名

新型水系锂离子电池更安全、性价比更高

（图源：RPI官网）现在，大多数手机、笔记本电脑和电动汽车，采用锂离子电池提供动力。随着充电速度越来越快，性能要求越来越高，这些电池的价格也越来越贵，而且更加易燃。据外媒报道，美国伦斯勒理工学院（Rensselaer Polytechnic Institute）的工程师，采用水溶液电解质生产电池。比起传统有机电解质，新电池更安全、性价比更高、性能良好。在电池内部，正极和负极两个电极浸在液体电解质中。电池充放电时，液体电解质就会传导离子。水溶液电解质因不可燃性而备受关注。而且，在制造过程中，与非水电解质不同，水溶液电解质不易受水分影响，更方便操作，成本更低。对于这种材料来说，最大的挑战在于如何保持性能。“如果你对水

[汽车电子]

新型水系<font color='red'>锂离子电池</font>更安全、性价比更高

美国研发可形成保护层的电解质可实现高容量硅阳极离子电池

锂离子电池已经成为日常生活中不可或缺的一部分。不过，在这个能源紧缺的社会，仍需要寿命更长、充电速度更快以及重量更轻的电池，以满足电动汽车、便携式电子产品等各种应用的需求，甚至，还包括满足军队减轻士兵负重的要求，因为军队也会采用大量的电子产品。（图片来源：马里兰大学）目前的锂离子电池都采用石墨作为阳极，容量相对较小，可以采用容量更大、对环境影响更小的硅阳极取代。虽然此研究方向很有前景，但是含有粒度较大硅阳极的电池往往寿命更短，一般充放电循环不到50次。当研究人员尝试采用硅、铝和铋等纳米颗粒时，发现此类纳米大小的合金阳极仍存在循环寿命短、成本高的问题。据外媒报道，为此，美国马里兰大学（the Universit

[汽车电子]

Titan公司开发超声波预警系统以检测锂离子电池中的危险情况

据外媒报道，泰坦先进能源解决方案公司（Titan Advanced Energy Solutions）专注于利用超声波技术，帮助电池运行得更好、更安全、更长时间。最近，该公司从美国能源部获得近110万美元资金，用于开发预警系统，以检测锂离子电池中的危险情况。这笔资金将用于构建可投入生产的系统。（图片来源：Titan公司）对于可再生能源和电动汽车储能来说，锂离子电池至关重要，但其安全性令人担忧。最近发生了多起火灾和爆炸事件，美国国家公路交通安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration）已向某些型号电动汽车的车主发布指导意见，要求他们在充电后将汽车停在室外或

[汽车电子]

Titan公司开发超声波预警系统以检测<font color='red'>锂离子电池</font>中的危险情况

Lithium Werks Nanophosphate阴极粉末可电池中的钴含量

Lithium Werks, B.V.宣布计划并开始向锂电池生产商出售世界知名的Nanophosphate®阴极粉末。Lithium Werks也乐于为其低成本LFP制造工艺专利全球组合提供授权。德克萨斯奥斯汀和荷兰恩斯赫德, Sept. 17, 2020 (GLOBE NEWSWIRE) -- Lithium Werks很高兴地宣布他们将销售获得专利和专有权的世界领先的Nanophosphate®粉末，并立即生效。这项技术最初由麻省理工学院开发，随后由A123 Systems, Inc.率先商业化。Lithium Werks已获得这种颠覆性无钴阴极材料的相关权利，现在愿意向锂离子电池生产商出售这种领先的LFP粉末。虽然其他

[电源管理]

宁德时代动力电池技术取得突破，中国可望摆脱对日本技术的依赖

中国的宁德时代是全球最大的动力电池企业，近日它正式宣布推出钠离子电池，这是中国在动力电池技术上的重大突破，尤为值得重视的是钠离子电池的推出将摆脱当前锂离子电池依赖日本技术的现状。其实钠离子电池早在1990年代就已经提出了，不过受限于当时的技术条件，最终业界选择了发展锂离子电池，如今锂离子电池占据了电池市场的绝大部分市场份额。获益于数年前中国以补贴推动新能源汽车的发展，中国成为全球最大的新能源汽车市场，由此崛起了众多的动力电池企业，中国也成为全球最大的动力电池生产国。中国的宁德时代、比亚迪分别是全球第一、第四大动力电池企业，不过动力电池的材料却被日本所掌握。日本是全球最大的绝缘子生产国，朝日啤酒、旭

[汽车电子]

俄科学家发表对锂离子电池结构的新见解

在锂离子电池充放电过程中，有许多反应在作用，虽然锂离子电池现在日益普及，但里面仍存在一些作用原理没有被人所知。要想改善锂离子电池的性能，对其进行不断的观察是最好的方法之一，但考虑到锂离子电池的复杂结构和显微镜技术的局限性，这并非易事。来自莫斯科Skoltech能源科学技术中心的科学家开发了一种新方法来仔细观察其中一些锂电运作的过程——固体电解质中间相（SEI）的形成过程，研究者把SEI描述为一个锂离子电池阳极表面在几个初始循环过程中形成的一层薄的电解质还原产物。研究人员表示这种薄膜的形成对于减缓电池退化至关重要。然而，事实证明，对SEI的形成进行原位测量非常困难，在实验室中用更统一的替代品替代商用电池材料是获得

[汽车电子]

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

研究发现金属氧化物超强储能机制 可将电池容量提高三倍

研究发现金属氧化物超强储能机制可将电池容量提高三倍