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液態(tài)金屬可以成為一種很有前途的替代傳統(tǒng)電極的方法

lhl545545 ? 來源:OFweek鋰電網(wǎng) ? 作者:OFweek鋰電網(wǎng) ? 2020-07-10 17:26 ? 次閱讀

目前市面上,大多數(shù)電池都是由固態(tài)電極(如便攜式電子產(chǎn)品鋰離子電池)或液態(tài)電極(包括智能電網(wǎng)的流動電池)組成。為此,德克薩斯大學(xué)的研究人員發(fā)明了一種他們稱之為“室溫全液態(tài)金屬電池”的東西,把液態(tài)和固態(tài)電池兩種電池的優(yōu)點都囊括其中。

固態(tài)電池具有強大的儲能能力,但它們通常會遇到許多問題,導(dǎo)致電池的性能隨著時間的推移而降低,效率也會降低。液態(tài)電池則可以更有效地提供能量,而且不會像固態(tài)電池那樣長期老化,但它們要么無法滿足高能量需求,要么需要大量資源來持續(xù)加熱電極并使其保持熔融狀態(tài)。

研究人員稱,在他們研發(fā)的電池中,金屬電極可以在20攝氏度(68華氏度)的溫度下保持液化,這是液態(tài)金屬電池有史以來最低的工作溫度。這是一個重大的變化,因為目前的液態(tài)金屬電池必須保持在240攝氏度以上的溫度。

作者說:“這種電池可以同時提供固態(tài)和液態(tài)的所有優(yōu)點——能量增高、穩(wěn)定性和靈活性增加,而沒有各自的缺點,同時還能節(jié)約能源。”該論文發(fā)表在《先進材料》雜志上。

電池以鈉鉀合金為陽極,以鎵基合金為陰極。在論文中,研究人員指出,使用不同的材料可以制造出熔點更低的電池。研究人員表示,他們的常溫電池不僅能比鋰離子電池提供更多的能量,而且充電和傳輸能量的速度還是現(xiàn)在的幾倍。由于液體成分,電池可以根據(jù)需要的電量伸縮。電池越大,它能提供的能量就越多。

于教授說:“我們很高興看到液態(tài)金屬可以成為一種很有前途的替代傳統(tǒng)電極的方法。鑒于所展示的高能量和功率密度,這種創(chuàng)新電池有望應(yīng)用于智能電網(wǎng)和可穿戴電子設(shè)備。”

研究人員已經(jīng)在這個項目上花費了三年多的時間,但是這項工作還沒有完成。與傳統(tǒng)電池的一些關(guān)鍵材料相比,構(gòu)成這種新電池支柱的許多元素更為豐富,降低了大規(guī)模生產(chǎn)的難度和成本。然而,鎵仍然是一種昂貴的材料。尋找替代材料,既能提供相同的性能,又能降低生產(chǎn)成本仍然是一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。

丁教授說:“雖然我們的電池在現(xiàn)階段無法與高溫液態(tài)金屬電池抗衡,但如果設(shè)計出高電導(dǎo)率的高級電解質(zhì),則有望獲得更好的供電能力。”
責(zé)任編輯:pj

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