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鋰電性能有望進(jìn)一步提升!只需加入一種特殊金屬纖維

發(fā)布時間:2022-11-10

財聯(lián)社上海11月10日訊(編輯 黃君芝)德國******科學(xué)研究機(jī)構(gòu)馬克斯·普朗克學(xué)會(Max Planck Society)研發(fā)出了一種獨特的細(xì)金屬纖維,可以用來作為電池的電流收集器,使電池更安全,能量密度更高。

研究人員指出,這項創(chuàng)新可能會推動新一代可充電電池的出現(xiàn),這種電池具有更高的能量密度、更快的充電速度、更長的運行時間和更長的壽命。

具體而言,馬克斯·普朗克學(xué)會的研究人員開發(fā)了一種全新的工藝,該工藝可以生產(chǎn)非常細(xì)的金屬纖維,并用來制造更厚的電池。

然后,具有良好導(dǎo)電性的金屬纖維會被加工成致密的導(dǎo)電金屬網(wǎng),并填充陽極或陰極的活性材料。這種電極可以使電池的厚度增加到2毫米以上,即目前常用電池厚度的10倍。

據(jù)悉,對儲能很重要的活性材料目前僅占鋰離子電池重量的60%。但馬克斯·普朗克學(xué)會開發(fā)的新設(shè)計降低了金屬含量,增加了活性材料在電池總重量中的比例。

研究人員指出,金屬網(wǎng)的表面積比傳統(tǒng)的集流器要大得多,因此使用這種集流器的電池充放電速度要快得多。此外,據(jù)說這種金屬網(wǎng)通過降低電極的電阻,增加其機(jī)械穩(wěn)定性,消除熱產(chǎn)生中的不利熱點,以及電和機(jī)械應(yīng)力,使鋰離子電池更安全。

研究人員還稱,由于“顯著減少了材料消耗和極其節(jié)能的制造過程”,這種新型電池具有資源效率。新電極可以顯著延長電池壽命,并將每千瓦時的材料成本降低30%。

此外,活性材料和作為集流體的纖維絨具有高彈性,能夠適應(yīng)充放電過程中的體積變化,這可以防止電池過早老化。

研究人員表示,雖然這項創(chuàng)新可以直接插入現(xiàn)有的生產(chǎn)線,但它不僅限于今天的鋰離子電池。超細(xì)金屬網(wǎng)狀電極在其他電池化學(xué)方面也具有巨大潛力,例如鋰金屬固態(tài)電池或鈉離子電池。

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