【电容103】10000次充放电周期后,电容保持91%!仿真哺乳动物骨骼的钠电池稳定性大大提高

作者:安尼      发布时间:2021-04-26      浏览量:0
近年来,锂电池在储藏领域长期稳定居主导地

近年来,锂电池在储藏领域长期稳定居主导地位,几乎为所有设备提供了动力。但是,该电池具有致命缺陷,容易发生过热或爆炸,锂矿在开采过程中严重污染土壤、空气、河流等。因此,在过去的10年里,科学家们致力于开发更安全高效的动力来代替锂电池。

由于钠元素泛,钠离子电池逐渐被越来越多的科学家视为大型电力储存系统的新选择。

但目前钠电池的开发面临着钠阴极(通过电池输送电子电极)在高压下非常不稳定的问题。这个问题的关键是科学家们找不到高性能的钠阴极材料。

这种情况最近发生了变化。12月8日,韩国成均馆大学化学工程师HookSeokpark及其团队在《应用物理评论》杂志上发表了概念验证研究,通过模拟哺乳动物骨骼的特质,他们已经找到了钠阴极生物的解决方案

我们相信自然为解决技术问题提供了非常有前途的解决方案。Park表示因此,我们试图找到解决这些动力学和稳定性限制的理想框架。

该研究团队解释说,哺乳动物骨骼可以成为电池阴极的参考模型,是因为骨骼的外部大部分由硬钙构成,骨骼的内部(骨髓)呈海绵状,多孔柔软弹性。

海绵状骨表面积比致密骨表面积高十倍研究团队解释说,这创造了古典的硬复合效果,骨不仅可以在压力下弯曲,还可以在结构上支撑身体的负荷。

这种结构的完整性是目前钠电池不足的。研究人员选择了NVP这个多孔元素模仿骨髓,使用氧化石墨烯的致密壳模仿骨的硬钙外部,开发了聚阴离子Na3V2(PO4)3回原氧化石墨烯复合材料(BINVP)阴极电池。

与其他阴极材料相比,聚阴离子化合物具有更好的循环稳定性、更平坦的电压分布和更强的热稳定性等特性,成为强阴极的候选材料。

在测试新阴极的稳定性时,该团队惊讶地发现使用该阴极的钠离子电池达到了超高的充电速度和超长的循环寿命。首先,电池组可以在短小的3.6秒内达到超高的充电速度,其次,在1C的充电速度下,BI-NVP提供理论容量的97%,在200C的超高速度下也能保持电压稳定。同时,它还显示了更长的循环寿命——在50C下进行10,000次循环后,电容保持率达到91%。锂电池通常只能继续从400到1200的充放电循环。

并且,具有BI-NVP阴极和。Na。金属阳极的钠离子电池组提供高达350的金离子电池。金黄金黄金黄金电池组提供高达350的金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金白金黄金黄金黄金黄金黄金白金黄金黄金黄金黄金黄金白金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金白金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金白金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金黄金白金黄金黄金黄金白金白金白金白金白金白金白金白金黄金黄金白金白金黄金黄金黄金黄金白金黄金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白金白研究人员对循环BI-NVP进行的原位和事后分析(包括拉曼光谱和XRD光谱、HRTEM(HRTEM(HRTEM)和STEM-EELS)证-收缩特性,可忽视的电极粉化和稳定的NVPrGO水平。

尽管设计初步取得成功,但研究人员强调,目前仍处于概念验证设计阶段。为了取得长远的成功,Parkto表示,需要对设计进行大规模的综合研究,了解其在更多实际应用中的合理性,在辅助钠电池代替锂电池方面发挥着重要的作用。