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锂铁氧化物电池研发可增加电动车续航凤凰网汽车凤凰网

日期:2018-12-8(原创文章,禁止转载)

原标题:锂铁氧化物电池研发 可增加电动车续航

日前,据外媒报道称,阿贡国家实验室(Argonne National Laboratory)的研究人员与美国西北大学的沃尔弗顿(Wolverton)小组开展合作,共同研发了锂铁氧化物充电电池(锂离子铁氧化物电池,rechargeable lithiu云南省小孩母猪疯医院m-iron-oxide battery)。与目前较为常见的钴酸锂电池相比(锂钴氧化物充电电池,lithium-cobalt-oxide counterpart),在充放电过程中,新型电池的锂离子移动量更大,所以其能白城市癫痫病医院哪治疗得好量密度更大,如果应用在纯电动车上可以提升续航能力。

该研究获得了美国能源部旗下的能源前沿研究中心(Energy Frontier Research Center)项目的支持,并将其研究结果发布到《自然能源(Nature Energy)》中,沃尔弗顿实验室博士生Zhenpeng Yao及阿贡实验室博士后驿城区权威的癫痫病医院研究员Chun Zhan为该研究论文的第一作者(first authors)。沃尔弗顿与Yao负责计算研发,而阿贡实验室则负责该研究的实验环节。

当锂电池在充放电过程中,其实是锂离子在正负极之间往复移动、发生化学反应,将化学能转化为电能:充电时,锂离子由正极移动至负极并停留在该处储存电能,此时电池的负极是由多种物质复合而成,其中包括了锂离子、过渡金属(transition metal)及氧元素;放电时,锂离子由负极移动至正极,释放电能。

锂电池的电容量主要受限于过渡金属的电子数量,钴酸锂电池的过渡金属为钴,而钴属于稀有金属,全球的储藏量和开采量都相当有限,这也是钴酸锂电池价格比较高昂的原因之一。

虽然,钴酸锂电池已在市场上出售了20年,但经常长期研究后,研究人员发现另一款价格相对便石嘴山治疗癫痫病的医院哪好宜、电量更高的充电电池。沃尔弗顿实验室的研究团队运用铁元素代替钴元素和迫使氧元素参与化学反应这两种策略,在普通钴酸锂电池的基础上提升电池性能。

通过理论计算,沃尔弗顿与同事发现了新配方,且该配方的化学反应是可逆的。首先,研究团队用铁元素替代钴元素,因为铁元素是化学周期表中价格最便宜的一款金属元素。随后,通过运算,他们发现了锂、铁及氧离子的正确平衡配比,使氧离子与铁离子能同时推动可逆反应,不会引起氧气脱出。

更重要的是,该款电池一开始就有4个锂离子,而非1个,将提升电池的容量。而铁与氧将驱动电池发生反应,实现四个锂离子在电池正负极间的往复移动。沃尔弗顿为此申请了一项专利。该团队接下来将采用其他复合物,尝试该策略是否依然能奏效。由此可见,若新型电池能够从实验室阶段进入商业量产阶段,纯电动车的续航能力有可能提高3-4倍。(消息来源:汽车之家)

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