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高性能鎂離子電池誕生

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2015-05-15
核心提示: 世界各地的科學(xué)家都在努力解決現(xiàn)有鋰離子基電池的局限,為開發(fā)出新一代高性能電池而展開激烈的競賽。
       世界各地的科學(xué)家都在努力解決現(xiàn)有鋰離子基電池的局限,為開發(fā)出新一代高性能電池而展開激烈的競賽。

伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員在研發(fā)高性能電池上取得巨大進(jìn)展,這種電池性能遠(yuǎn)超目前用在電動(dòng)汽車如雪佛蘭沃藍(lán)達(dá)(ChevyVolt)上的鋰離子電池。

他們能利用現(xiàn)有設(shè)備上常見的電極進(jìn)行一種電化學(xué)反應(yīng),將帶正一價(jià)的鋰離子替換成帶正二價(jià)的鎂離子。

“由于鎂離子帶二價(jià)正電,我們?cè)陔姵夭牧系慕Y(jié)構(gòu)中每引入一個(gè)鎂離子,就可以移動(dòng)兩倍的電子”。 JordiCabana說。他是伊利諾伊大學(xué)芝加哥分?;瘜W(xué)系的助理教授,也是該項(xiàng)目的首席研究員。

“我們希望這項(xiàng)工作能夠?yàn)樾乱活惛唠妷?、高能量的電池開發(fā)提供可靠的設(shè)計(jì)方法。”Cabana說道。

這項(xiàng)研究工作屬于儲(chǔ)能研究聯(lián)合中心 (Joint Center for Energy Storage Research)的一部分,該中心以阿貢國家實(shí)驗(yàn)室 (Argonne National Laboratory)為領(lǐng)導(dǎo),目標(biāo)旨在推動(dòng)電池性能的革命性進(jìn)展。該項(xiàng)研究成果已經(jīng)在線發(fā)表在先進(jìn)材料 (Advanced Materials) 雜志上。

每個(gè)電池都由正負(fù)電極和電解質(zhì)構(gòu)成。電極可以交換電子和離子,通常帶正電。而電解質(zhì)只讓離子通過,對(duì)電子是絕緣體,從而迫使電子通過外部電路對(duì)汽車或設(shè)備供電。

而充電過程與上述情況相反。由于化學(xué)反應(yīng)并不是完全高效的,這就限制了電池的可充電次數(shù)。

 

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