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PNNL开发锌金属双离子电池 安全储能且具成本效益

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研究人员用碳填充物改善锂离子电池性能 显著提升电导率

58京牌 ,科学家们利用新型双离子化学制造出一款工作电池。比起现有锂离子电池,该款电池可以避免使用许多稀有或昂贵的材料,而且起火的风险更低。同时,该款电池表现出良好的性能,并有若干性能有望进一步改善。

(图片来源:pv-magazine)

在克服当今锂离子技术局限性的过程中,人们对双离子电池的关注较少。在这种电池中,带正负电荷的离子都能有效存储能量。这类电池采用低成本和安全性材料,具有极强的高能量密度潜力,但在较高电压下的稳定性和电解液性能问题是难以克服的挑战。尽管如此,双离子概念仍是科学家感兴趣的领域,美国和德国团队联手推出合作项目,或将进一步推动这项技术的发展。

在美国太平洋西北国家实验室(PNNL)和德国明斯特大学(University of Münster)的领导下,研究团队制造出一种“锌金属水基双离子电池”。该电池由锌负极、天然石墨正极和浓缩双氧水电解液组成。在测试过程中,这种电池表现出高达2.5V的电压,在充放电电流为200mA/g的情况下,容量约为110mAh/g。当电流达到5000 mA/g时,容量降至60mAh/g。经过200次循环,电池仍能保持80%的初始容量。

该团队表示,从研究期间的其它发现可以看出,这种电池的性能有望得到进一步优化。PNNL的研究人员Ismael Rodriguez表示:“在研究过程中,我们通过实验工作和计算机模拟,成功阐明负离子嵌入在水基体系石墨中的基本机制,为进一步研究用于电网储能的双离子技术提供重要见解。”

研究团队相信,其实验原型可以开发成为具有足够能量密度的电池,即使不用于或其他较小的设备,也可用于电网级别的存储应用。“该系统显然需要进行优化,但研究显示这一高容量储能系统极具发展潜力,不仅具有安全性,而且成本效益高。”

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