《能量密度可达345Wh/kg!中国科学院研发出新型电池!》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2021-12-15
  • 目前市面上的电动车续航里程普遍在500公里左右,而如果在严寒的冬季,这个成绩还要往下掉100-200公里的样子。续航里程短,成为了制约消费者购买电动车的一大因素,如果将续航里程提升到1000公里,那么势必会有更多的消费者者选择电动车。

    据宁波材料技术与工程研究所消息,在目前已知的正极材料中,富锂锰基正极材料放电比容量高达300mAh/g,是当前商业化应用磷酸铁锂和三元材料等正极材料放电比容量的两倍左右。

    也就是说,富锂锰基正极材料被认为是新一代高能量密度动力锂电池的理想之选,更是动力锂电池能量密度突破400Wh/kg的技术关键。

    中国科学院宁波材料技术与工程研究所动力锂电池工程实验室研究员刘兆平团队,长期致力于富锂锰基正极材料的研究开发,近日,团队取得了系列进展。

    团队采用表面掺杂、气固界面改性、表面包覆等表面改性手段,实现了复合表面结构的构筑,制备出一种高比容量和长循环稳定性的富锂锰基正极材料。

    研究团队利用该富锂锰基正极材料和石墨烯复合硅碳负极材料,设计研制了能量密度达345Wh/kg的新型电池(容量20Ah),且电池表现出优良的循环稳定性。

    不过需要指出的是,该电池目前离大规模量产尚有一段距离,但它恰恰指明了未来动力电池的发展方向之一,如此离电动车续航里程轻松破千的时代,已经不远了。

  • 原文来源:https://www.in-en.com/article/html/energy-2310654.shtml
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    • 近日,中国科学院深圳先进技术研究院集成所功能薄膜材料研究中心唐永炳研究员及其研究团队成功研发出了一种新型高性能、低成本的钾型双离子电池技术,有望代替现有传统锂离子电池技术并实现产业化。相关研究成果"A Novel Potassium-Ion-Based Dual-Ion Battery"(一种新型钾基离子电池)已在线发表于国际材料顶尖期刊Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201700519,IF=18.96)上。   锂离子电池已广泛应用于便携式电子设备、储能设备等领域。但随着锂离子电池逐渐应用于智能手机、电动汽车等领域,锂的需求量逐年快速增长,而锂的全球储量有十分有限且分布不均,造成原材料价格上涨迅猛,严重制约了我国低成本、高性能储能器件领域的快速发展。钾元素由于具有和锂相似的物理化学性质,且其储量丰富,成本低廉,且与钠相比具有更低的氧化还原电位,使得基于钾离子的二次电池体系受到广泛关注。   结合钾离子电池与双离子电池各自的优点,唐永炳研究员及其研究生季必发等人成功研发出一种全新的基于钾离子电解液的新型高效、低成本锡-石墨双离子电池。该电池直接采用锡箔同时作为电池负极和集流体,膨胀石墨作为正极;电解液采用廉价易得的六氟磷酸钾作为钾盐电解质溶于有机溶剂中。该新型电池具有较高的能量密度和较长的循环寿命,并且大幅降低了电池的生产成本。该新型电池的反应机理为:充电时,电解液中的钾离子运动到锡箔负极表面,形成钾锡合金,同时六氟磷酸根插层到正极石墨中;放电时,负极上的钾锡合金脱钾,同时正极石墨中的六氟磷酸根脱嵌回到电解液中。研究结果表明,该新型钾基双离子电池在50mA g-1的恒定电流下充放电循环300圈后,仍保持93%的容量;且能量密度可达到155Wh/kg,与现有传统锂离子电池能量密度相当。该研究成果有望代替现有传统锂离子电池技术,并具有巨大的产业化应用前景。   该项研究得到了国家自然科学基金、广东省创新科研团队、广东省科技计划项目、深圳市科技计划项目和国家自然科学基金等项目的资助。      (a)新型钾离子电池反应机理图;(b) Sn-K合金化反应XRD图;(c)电池倍率性能曲线;(g)新型电池循环稳定性测试曲线。
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