《一种超高性能、高性能的柔性纤维镍锌电池,基于镍-nio异质结构的纳米材料阴极》

  • 来源专题:纳米科技
  • 编译者: 郭文姣
  • 发布时间:2017-10-11
  • 目前,镍锌电池广泛应用的主要瓶颈在于其在充电过程中阴极和锌阳极的不可逆转性,从而导致其循环稳定性差。在此,一种高可充电的、可弯曲的、纤维状的镍锌电池,具有令人印象深刻的电化学性能,通过采用镍-nio异质结构的纳米材料作为阴极,进行了合理的论证。由于镍-镍异结纳米管负极材料的导电性提高和电活性增强,制造的纤维型镍-镍/锌电池显示出高容量和令人钦佩的速度能力。更重要的是,这种镍-nio//锌电池在水中表现出前所未有的循环持久性(在10000次循环后的96.6%的容量)和聚合物(在22.2的22.2万次循环之后,几乎没有能力衰减)。此外,高达6.6万千瓦的峰值能量密度,加上功率密度为20.2万千瓦2的能量密度,是由弹性的准固态纤维-镍-镍/锌电池所实现的,超过了大多数报告的纤维型能量存储设备。这种新颖的纤维型镍锌电池具有令人印象深刻的稳定性,将极大地丰富未来便携式/可穿戴电子应用的弹性储能技术。

    ——文章发布于2017年10月9日

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  • 《Dinc? Lab推出TAQ阴极材料技术:低成本高性能钠离子电池迎来突破》

    • 来源专题:工程机械与高端装备
    • 编译者:赵卫华
    • 发布时间:2025-07-29
    • 随着地缘政治紧张局势对锂离子电池供应链的挑战,钠离子电池因其原材料丰富、成本低廉而备受关注。然而,钠离子电池的能量密度和性能问题一直是其商业化应用的障碍。近日,普林斯顿大学Dinc? Lab研究团队通过开发一种新型阴极材料——双四氨基苯醌(TAQ),成功解决了钠离子电池的性能瓶颈。该材料不仅显著提升了电池的能量密度(实验室数据达606 Wh/kg),还具备优异的循环稳定性和环境耐受性。这一突破有望推动钠离子电池在电动汽车领域的应用,同时降低对稀缺矿产的依赖,实现更环保、更安全的电池生产。 1. 技术背景与挑战 钠离子电池因其原材料钠的储量丰富(比锂多1300倍)和成本低廉(比锂便宜90%),被视为锂离子电池的潜在替代品。然而,钠离子的分子质量较大,导致充放电过程中离子迁移速度较慢,且电池电压较低,使得钠离子电池的能量密度仅为锂离子电池的一半。这些问题严重限制了其在电动汽车等高能量需求场景中的应用。 2. TAQ阴极材料的突破 Dinc? Lab团队开发的TAQ(双四氨基苯醌)是一种新型层状有机固体材料,具有以下关键特性: 高导电性与不溶性:TAQ分子结构使其在阴极中表现出优异的导电性,同时不溶于电解液,确保了电极的稳定性。 多电子氧化还原行为:该材料能够实现每个阴极单元中多个钠离子的嵌入和脱出,显著提升了电池的能量密度。 环境耐受性:TAQ阴极对空气、湿气和高温具有高度耐受性,适合大规模生产和使用。 研究团队通过将TAQ与碳纳米管和炭黑颗粒结合,构建了一种均匀且高度互联的阴极结构,实现了活性材料的100%利用率。实验室测试显示,TAQ阴极的能量密度达到606 Wh/kg(电极级),远超当前锂离子电池NMC阴极的300 Wh/kg水平。 3. 性能与成本优势 能量密度提升:TAQ阴极的钠离子电池在快速充放电(90秒)条件下仍能保持472 Wh/kg的能量密度,性能比传统锂离子电池提升近60%。 成本与供应链安全:TAQ由石油衍生的商品化学品合成,避免了镍、钴等稀缺金属的使用,降低了材料成本和地缘政治风险。 环保生产:TAQ的合成温度仅需120°C,远低于NMC阴极的800°C,大幅减少了生产过程中的碳排放。 4. 商业化前景 Dinc? Lab的成果已通过初创公司Daqus Energy推进产业化。尽管目前数据基于实验室规模,但这一技术已吸引兰博基尼等车企的关注。兰博基尼计划将首款电动汽车的发布时间推迟至2029年,以等待钠离子电池技术的成熟。TAQ阴极材料的应用不仅有望解决电动汽车的续航和安全问题,还将推动全球电池供应链的多元化和可持续发展。 洞见 Dinc? Lab的TAQ阴极材料技术为钠离子电池的商业化铺平了道路,实现了成本与性能的完美平衡。这一突破不仅为电动汽车行业提供了更优的电池解决方案,也为全球能源转型贡献了环保、安全的新选择。正如团队负责人Mircea Dinc?所言:“TAQ技术将性能与成本统一于一个环保的框架中,这可能是电池领域的真正突破。”
  • 《基于H2V3O8纳米线阴极的高性能水锌离子电池》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:郭文姣
    • 发布时间:2017-12-07
    • 可充电的水锌离子电池为大规模储能提供了另一种选择,因为它们的成本低,材料丰富。但由于锌离子的高极化作用,开发出性能优异的阴极材料仍然面临巨大的挑战。在这项工作中,一个水zinc-ion电池是基于H2V3O8纳米线阴极设计和建造,锌(CF3SO3)2水电解质、锌阳极,展品的能力423.8 mA在0.1 g h g−1−1,和良好的循环稳定性能力保留94.3%的超过1000个周期。其显著的电化学性能归功于H2V3O8的分层结构,具有大的层间间距,使锌离子的夹层/脱层与结构有细微的变化。研究结果表明,对具有大层间间距的材料进行勘探,是提高水溶性锌离子电池电极电化学稳定性的有效策略。 ——文章发布于2017年11月20日