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这是锂离子电池的终点吗？

时间：2022-03-10 08:16:02 来源：

研究人员一直在寻找改善锂离子电池的方法。他们还寻求开发锂离子电池的替代品，以降低成本并提高制造的可持续性。他们可能只是找到了一个。

铝基电池的制造成本会更低，因为铝是地壳中仅次于氧气和硅的第三大最丰富的元素。铝也很轻，很适合用于电池。

然而，多年来，科学家们一直在研究铝电池，因为它们尚未破解用于电池阳极和阴极的材料的编码，以便能够以足够的能量含量进行有效的能量存储。

现在，来自瑞典和斯洛文尼亚的科学家表示，他们已经找到了一种生产高效铝电池且对环境影响较小，生产成本较低的方法。

瑞典查尔默斯工业大学和斯洛文尼亚国立化学研究所的研究人员提出了一种铝电池设计的新概念，该概念的能量密度是以前的铝电池版本的两倍。

科学家们说，与如今的锂离子电池相比，新概念可能导致铝电池“明显降低生产成本”。

另一个优点是，已经存在铝制造和回收的成熟行业。对于锂离子电池，回收是一个主要问题，因为目前很少有经济上可行的电池回收技术。

瑞典和斯洛文尼亚研究人员提出了一种设计铝电池的新概念，该理论从理论上克服了当今铝电池低能量密度的挑战。

在《储能材料》杂志上的一篇文章中描述了这一新概念，它颠覆了铝电池的先前设计。到目前为止，设计已经使用铝作为负极（阳极），而正极（阴极）由石墨制成。但是石墨没有足够的能量含量来用于电池。

然而，在新概念中，研究人员用由碳基分子蒽醌制成的有机，纳米结构的阴极代替了石墨。阴极中的这种有机材料可以从电解质（离子在电极之间移动的溶液）中存储正电荷载流子，从而可以提高电池的能量密度。

查默斯（Chalmers）研究人员Niklas Lindahl在一份声明中说：“由于新的阴极材料可以使用更合适的电荷载体，因此电池可以更好地利用铝势。”

“我们根据新概念设想的材料成本和对环境的影响要比今天所看到的要低得多，从而使它们可用于大规模使用，例如太阳能电池公园或风能存储，” Patrik Johansson，查尔默斯大学物理系教授指出。

目前尚无市售的铝电池，但现在科学家问的问题是，他们是否有一天可以更换锂离子电池。

“当然，我们希望他们能够。但最重要的是，它们可以互补，确保仅在严格必要的情况下使用锂离子电池。”约翰森说。

据这位科学家称，研究小组仍在与电解质和充电机理有关的许多工作，但他们认为铝通常是“比锂更好的载流子，因为它是多价的–这意味着每个离子都会“补偿”多个离子。电子。

Johansson补充说：“此外，电池有可能大大减少对环境的危害。”

瑞典-斯洛文尼亚的科学家团队并不是唯一一个研究铝电池突破的人。悉尼新南威尔士大学的一个团队去年12月表示，他们已经找到了一种设计可再充电铝电池的新方法，该方法是使用一种大型有机化合物作为存储能量的电池的一部分，这在此之前是一个根本性的挑战。

新南威尔士大学化学学院的Dong Jun Kim博士说：“使用铝来开发电池已获得了很高的能量价格比期望。”


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