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东京大学研发新材料让电池“自我修复” 延长电池寿命/提高电池容量
来源:admin 时间:2019-05-22 浏览次数:

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(图片来源:东京大学)

讯 据外媒报道,日本东京大学(the University of Tokyo)的工程师不断在探索改进现有电池技术的新方法,最近,Atsuo Yamada教授及其团队就研发出一种材料,可以显著延长电池寿命,并让电池拥有更高容量。

从智能手机到起搏器到汽车,电池为世界上大多数物品提供动力,而且其重要性会越来越大。许多人都认为,电池需要在两个方面得到改进,即电池的寿命以及容量(能存储多少电量),以满足未来需要。

大多数电子设备都是使用锂离子电池,但是另一种基于钠而不是锂的电池可能很快会普及。该两种电池因其组成材料具独特传递电子的方式,因而都能存储和释放大量电荷。但是随着时间推移,锂电池和钠电池在重复充放电以及使用循环中,存储容量会显著降低。

普通的电池中有好几层的金属材料,当电池充放电时,此类金属层会降解并产生裂缝或片状物,导致堆垛层错(stacking fault),从而降低电池存储和传输电荷的能力。当此类材料被称为范德瓦耳斯力(Van der Waals force)的弱力结合在一起时,就会发生堆垛层错。

Yamada和同事证明,如果电池是用一种称为氧化还原层状氧化物(Na2RuO3)的材料制成,就会使得电池充放电循环的降解作用减弱,金属层就会自我修复,而且研究人员证明了该材料会被库仑力(coulombic attraction)紧紧抓住,该种力比范德瓦耳斯力强大得多。Yamada表示:“这意味着电池将不仅可以拥有更长的使用寿命,而且损害水平会降低。增加电池能量密度对于实现电气化交通至关重要。”

 

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