新型鈮酸鎳負極材料可將鋰離子電池充電速度提高十倍
時間:2021-11-19 10:35來源:蓋世汽車 作者:Elisha
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（圖片來源：特溫特大學）
據外媒報道，荷蘭特溫特大學（University of Twente）的研究人員使用一種全新材料——鈮酸鎳，作為鋰離子電池的負極，據稱可將充電速度提高十倍。
這種負極材料不易損壞，從而減少電池發生故障或縮短壽命的風險；另一優點是制造過程不復雜。
無論是用于電動汽車還是電網，電池性能還有很大的增長空間。加快充放電速度，或提高能量密度，需要電池更緊湊、更輕，這之間通常存在某種“博弈”。例如，高速公路旁的快速充電器，并非所有汽車和汽車電池都適合使用。因此，全世界都在尋找新材料。除了技術要求，大幅改善電池生產的可持續性和碳足跡，這一點也很重要。
新型鈮酸鎳材料（NiNb2O6）似乎具有非常理想的性能，經過多次超快充電循環，也能恢復至原來的儲能水平。因其受益于“開放和規則“的晶體結構，具有相同的電荷傳輸通道。
這種材料的性能要優于標準的石墨負極。石墨也是一種“開放”型材料，但是經過若干次高速充電循環后，無法恢復至原來的水平，甚至會出現故障。在尋找替代品的過程中，特溫特大學也選擇過新型納米結構材料。然而，該結構中的通道組織方式更加隨機，甚至可能導致鋰在負極材料上沉積，在每次循環后使電池性能變差。除此之外，制造這些材料很復雜。相比之下，鈮酸鎳不需要凈化室這樣的基礎設施。
高充放電速率確實對重量和能量密度有影響。鈮酸鎳比石墨更致密，具有更高的“體積”能量密度。研究人員針對各種現有的正極材料，對首個采用新型負極材料的全電池進行了測試。結果顯示，這種負極非常適合應用于能源電網、需要快速充放電的電動機器或電動重型運輸。但是，要將其用于電動汽車，還需進一步改進。研究負責人Mark Huijben教授表示，這種新型負極還適合用鈉等材料替代鋰。
這項研究是在特溫特大學MESA+研究所的特溫特先進電池技術中心（Twente Centre for Advanced Battery Technology），與中國武漢理工大學和德國尤里希研究所（Forschungszentrum Jülich）合作完成的。
(責任編輯：子蕊)
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