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中美學者發現可快速充電的鋰離子電池材料

2020年10月10日09:30 | 來源:中國新聞網
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原標題:中美學者發現可快速充電的鋰離子電池材料

  中國科學技術大學9日消息,該校季恆星教授聯合美國加州大學洛杉磯分校段鑲鋒教授等在鋰離子電池領域取得重要進展——將黑磷復合材料做成電極片。實驗室數據顯示,該電極片充電9分鐘即可恢復約80%的電量。

  這一研究成果9日發表在國際著名學術期刊《科學》(Science)上。

  據科研人員介紹,傳統燃油汽車僅需五分鐘即可滿油增程500公裡,而目前市售最先進的電動汽車則需要“坐等”充電約一小時才能達到同樣的增程效果。發展具有快速充電能力的大容量鋰離子電池成為業界重要目標。

  電極材料是決定電池性能指標的關鍵因素之一。

  季恆星課題組研究發現,黑磷用作鹼金屬離子電池負極具有極高的質量容量,但容易從層狀結構的邊緣開始發生結構破壞。科研人員採用高能球磨的辦法獲得了黑磷納米片與石墨納米片並肩平行排列的一種復合材料,使鋰離子能夠在這種復合材料內高效穿梭。

  論文第一作者金洪昌博士表示,能量通過鋰離子與電極材料的化學反應進出電池,電極材料對鋰離子的傳導能力是決定充電速度的關鍵。

  “我們採用常規的工藝路線和技術參數將黑磷復合材料做成電極片。實驗室的測量結果表明,電極片充電9分鐘即可恢復約80%的電量,2000次循環后仍可保持90%的容量。”論文共同第一作者、中國科學院化學研究所的辛森研究員說,“如果能夠實現這款材料的大規模生產,找到匹配的正極材料及其他輔助材料等,將有望獲得能量密度達350瓦時/千克並具備快充能力的鋰離子電池。”

  具備能量密度350瓦時/千克的鋰離子電池能夠使電動汽車的行駛裡程接近1000千米,目前特斯拉ModelS滿電后的行駛裡程約為650千米。(記者 吳蘭)

(責編:趙竹青、呂騫)

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