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中美合作研发新型锂电池:9分钟充入80%电量、续航可达1000公里

时间:2020年10月14日 作者:鹤壁市科学技术局 点击:

  又到了锂电池技术全面突破的时候了,这次是中美科学家联手合作,研发的新型黑鳞锂电池充电9分钟可以充入80%电量。

  中科大官网报道,这项研究是由中国科学技术大学季恒星教授研究组与美国加州大学洛杉矶分校、中国科学院化学研究所等机构合作的,论文已经发表在10月9日的《科学》杂志上。

  这次的研究使用了黑鳞作为电池材料,它是常见的白磷的同素异形体,具备特殊的层状结构,所以理论上有很强的离子传导能力及电荷容量,是一种极具潜力的快充电池材料。

  不过现有技术中,黑鳞的结构很容易从边缘开始出现结构破坏问题,导致它的实际性能远低于理论值。

  

  图1.黑磷复合负极材料结构和储锂性能

  恒星教授领导的团队解决的就是黑鳞材料的结构问题,他们使用高能球磨的办法获得了黑磷纳米片与石墨纳米片并肩平行排列且通过碳-磷共价键连接的复合材料,使锂离子能够在复合材料内高效穿梭;更进一步通过聚苯胺包覆优化固态电解质界面膜,使锂离子能够快速进入复合材料。

  通过这些研究,基于黑鳞复合材料的电极片具备优异的性能,试验测试显示它能在9分钟内充入80%的电量,2000次循环之后依然有90%的电荷容量。

  凭借这些性能,这种新型材料如果可以规模量产,有望制造出能量密度可达350瓦时的快充锂电子电池,电动车的行驶里程可达1000公里。

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