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锂离子电池“鼻祖”用发明解决困扰业界40年的电量消失之谜
来源:小猎犬品类创新 2023-06-25 325
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    SUMMARY

    惠廷厄姆是锂离子电池的“鼻祖”,同时也是诺贝尔化学奖得主。从锂的发现到锂离子电池问世40余年来,一直困扰业界的难题是无论何种设备,首次充电前电池能量容量就已损失约五分之一。惠廷厄姆研究团队解决了这一难题,新型涂层能够在一开始就防止这些电池能量容量损失,而且通过铌(Nb)处理提高了倍率性能,实现长期循环稳定性,250次循环后容量保持率达93%。

    同所有碱金属一样,元素锂具有高度反应性,并且远离空气储存。纯锂是一种非常不稳定的元素,必须储存在石油中,防止它与空气发生反应。锂的弱点是它的反应性,但这恰恰也是它的优势。

    惠廷厄姆在实验室中创造出能够在室温下工作的可充电锂电池,并且具有巨大潜力。在前往纽约埃克森美孚总部后,管理团队做出决定通过惠廷厄姆的发现研发商业电池。

    困扰人们的电量消失之谜

    随着锂离子电池的全面普及,所有电子设备都会随着时间推移而失去电量,实际上,为其供电的锂离子电池在第一次充电前,其能量容量就已损失约五分之一。这是由在第一个循环中形成的杂质引起的。

    一个长期存在的技术问题是,设备第一次充电前,电池的能量容量就会损失五分之一。问题在于富含镍的负极形成的杂质被电池正极 ( ) 通过后储存的能量被释放。

    为了找出一种保留损失能量的解决方案,惠廷厄姆的研究团队使用X射线和中子进行测试检验一种领先的电池负极材料NMC 811的层状镍锰钴材料与不含锂的铌氧化物作用是否会使电池寿命更长。

    结语

    这项研究支持Battery500联盟的目标,这是一个由能源部太平洋西北国家实验室为能源效率和可再生能源办公室领导的多机构计划。该计划致力于研发下一代锂金属电池,每公斤可提供高达500瓦时的电量,而目前平均每公斤约为220瓦时。

    (本文首发小猎犬APP)

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