科學(xué)家研究新型陶瓷電極:更安全更高效

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來自西班牙卡洛斯三世大學(xué) (UC3M) 和科研理事會的研究人員已經(jīng)獲得了制備新型鋰離子電池陶瓷電極的專利方法,比傳統(tǒng)電池更有效率,而且更便宜,更耐用,也更安全。

目前,鋰離子電池是電子設(shè)備和運輸領(lǐng)域主要的電化學(xué)儲存系統(tǒng)。

UC3M 材料合成和加工研究組 Alejandro Várez 教授解釋道:“我們獲得專利的新型陶瓷電極更安全,可在更廣泛的溫度范圍內(nèi)工作。”

這是一種通過熱塑性擠壓模具制造陶瓷片的方法。Várez 表示:“這種技術(shù)可以制造扁平狀或管狀電極,而這些電極可用于任何類型的鋰離子電池。”此外,由于生產(chǎn)成本相對較低,很容易適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)過程,所以很快將實現(xiàn)下一步的工業(yè)化應(yīng)用。

這些陶瓷電極僅由活性材料組成,這樣一來就降低了在高溫 (高于 100℃) 下降解和著火的風(fēng)險。

來自法國格勒諾布爾大學(xué) (Université Grenoble Alpes) 的 UC3M CONEX 研究員以及該專利的另一位發(fā)明人 Jean Yves Sanchez 表示:“對于電動車輛來說,這一材料的發(fā)明尤其重要;因為如果發(fā)生事故和火災(zāi),常規(guī)電池可能會起火,同時也很難熄滅。而這些新的固體電極不會起火,因此有助于提高電池的安全性。”

在用電高峰期間,一般的商業(yè)鋰離子電池通常會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,在某些情況下甚至?xí)。其原因是通常使用的電解質(zhì)包含能夠點燃的有機液體溶劑,如用于制造電極的添加劑。

Sanchez 表示:“但是,使用我們的技術(shù),在制造過程中不會使用溶劑。此外,如果將它們與傳統(tǒng)電極進行比較,我們通過這種制造工藝獲得的電極非常堅固,不能被切割,這有助于提高電池的牢固性。”

根據(jù)研究人員進行的測試表明,集成了這些新電極的電池的另一個優(yōu)點是它們的效率。測試結(jié)果顯示,配備這種電極的電池的容量幾乎是具有相同密度的商業(yè)電極電池的幾倍。而且由于這種技術(shù)允許制造高密度電極(在 450 和 1000 微米之間),存儲容量也是當(dāng)前技術(shù)容量的十倍以上。

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