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“無鈷鋰電”開創(chuàng)新時代？能量密度提升60% 使用壽命也更長

時間:2023-11-05 14:06來源:科創(chuàng)板日報作者:綜合報道

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高容量和可靠的可充電電池是許多設備甚至運輸方式的關鍵組成部分。它們在全球經(jīng)濟向綠色世界的轉(zhuǎn)變中發(fā)揮著關鍵作用。然而，它們的生產(chǎn)中使用了各種各樣的元素，包括鈷，鈷的生產(chǎn)會造成一些環(huán)境、經(jīng)濟和社會問題。

近期，由東京大學領導的一組研究人員在這方面取得了突破。它們首次提出了一種可行的鈷替代品，在某些方面可以超越最先進的電池化學，并在大量的充電循環(huán)中持續(xù)工作。最新研究結(jié)果已于近期發(fā)表在了《自然-永續(xù)性》上。

眾所周知，鈷被廣泛用于鋰離子電池的關鍵部分——電極。然而實際上，鈷還是一種稀有元素，它非常罕見，目前只有一個主要來源：位于剛果民主共和國的一系列礦山。多年來，關于這些礦山的環(huán)境后果以及那里的勞動條件，包括使用童工，已經(jīng)產(chǎn)生了許多問題。

此外，從供應的角度來看，由于該地區(qū)的政治和經(jīng)濟不穩(wěn)定，鈷的來源也是一個問題。

東京大學化學系統(tǒng)工程系的Atsuo Yamada教授說：“為了改進鋰離子電池，我們想要從使用鈷過渡到不使用鈷的原因有很多。”

“對我們來說，這是一個技術(shù)挑戰(zhàn)，但它的影響可能是環(huán)境、經(jīng)濟、社會和技術(shù)多方面的。我們很高興地報告說，通過在電極中使用一種新的元素組合，即鋰、鎳、錳、硅和氧。我們找到了鈷的新替代品，而且這些元素在生產(chǎn)和使用中都更常見，問題也更少。”他補充道。

據(jù)悉，該團隊創(chuàng)造的新電極和電解質(zhì)不僅不含鈷，而且在某些方面實際上改善了當前電池的化學性質(zhì)。新型鋰電池的能量密度比市售的其他鋰電高出約60%，它可以提供4.4伏的電壓，而傳統(tǒng)的鋰電池只能提供3.2-3.7伏電壓。

但最令人驚訝的技術(shù)成就之一是改進了充電特性。使用新化學物質(zhì)的測試電池能夠在1000次循環(huán)中完全充放電（模擬3年的完全使用和充電），同時只損失約20%的存儲容量。

Yamada說，“我們還有一段路要走，還需要進一步提高安全性和壽命。目前，我們相信這項研究將為許多應用帶來改進的電池，但一些需要極端耐用性和壽命的應用可能還不能滿足。”

(責任編輯：子蕊)

文章標簽：無鈷鋰電

作者：綜合報道，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://www.gdthjx.com/qianyan//2023110543005.html

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