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有機(jī)鋰離子電池離成為現(xiàn)實(shí)又近了一步

時(shí)間:2022-09-30 09:17來(lái)源:綠色合規(guī)專家作者:綜合報(bào)道

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日本東北大學(xué)(Tohoku University)和加州大學(xué)洛杉磯分校(University of California, Los Angeles)的研究人員最近的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用一種小的有機(jī)分子——croconic acid，向?qū)崿F(xiàn)無(wú)金屬、高能、廉價(jià)的電池又邁進(jìn)了一步。

研究人員在《先進(jìn)科學(xué)》發(fā)表的論文中解釋說(shuō):“與依賴鈷、鋰等材料的傳統(tǒng)鋰離子電池不同，有機(jī)電池利用了碳、氫、氮、氧等天然豐富的元素。”

此外，有機(jī)電池比傳統(tǒng)的鋰離子電池具有更大的理論容量，因?yàn)橛袡C(jī)材料的使用使它們更輕。

然而，迄今為止報(bào)道的大多數(shù)有機(jī)電池都具有相對(duì)較低的工作電壓(1-3V)。這意味著，增加有機(jī)電池的電壓將會(huì)導(dǎo)致更高的能量密度電池。

了解到這一點(diǎn)，日本東北大學(xué)和加州大學(xué)洛杉磯分校的研究小組開(kāi)始研究鱷魚酸，發(fā)現(xiàn)當(dāng)用作鋰離子電池正極材料時(shí)，它能保持約4 V的強(qiáng)大工作電壓。

據(jù)科學(xué)家稱，croconic acid有五個(gè)碳原子以五角形的形式相互連接，每個(gè)碳原子都與氧相連。理論容量高達(dá)638.6 mAh/g，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋰離子電池正極材料(LiCoO2 ~ 140 mAh/g)。

該研究的合著者小林宏明在一份媒體聲明中說(shuō):“我們通過(guò)理論計(jì)算和電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，研究了西紅花酸在3v以上的高壓范圍內(nèi)的電化學(xué)行為。”

“我們發(fā)現(xiàn)，croconic acid儲(chǔ)存鋰離子的容量約為4 V，具有很高的理論能量密度，為1949 Wh/kg，比大多數(shù)無(wú)機(jī)和有機(jī)鋰離子電池都要大。”

雖然在這項(xiàng)研究中沒(méi)有達(dá)到理論能力，但研究人員樂(lè)觀地認(rèn)為，可以通過(guò)開(kāi)發(fā)高壓穩(wěn)定電解質(zhì)和對(duì)西紅花酸進(jìn)行化學(xué)修飾來(lái)提高這一能力。由于大多數(shù)電解質(zhì)無(wú)法承受藏桂酸的工作電壓，開(kāi)發(fā)新的電解質(zhì)至關(guān)重要。

(責(zé)任編輯：子蕊)

文章標(biāo)簽：有機(jī)鋰離子電池

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