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手机有望“一周一充”?美科学家研发新型氯电池 容量六倍于锂电池

作者:中国储能网新闻中心 来源:科创板日报 发布时间:2021-09-06 浏览:
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财联社(上海,编辑 黄君芝)讯,据报道,美国斯坦福大学(Stanford University)的科学家们在对一种已有几十年历史的一次性电池架构进行试验时,开发出了一种新版本的电池,不仅可以充电,而且容量是目前锂离子解决方案的6倍左右。

据称,这一突破取决于设备内部挥发性氯反应的稳定性,并可能在某一天为高性能电池提供基础,届时智能手机或可实现“充电一次,供电一周”。这项研究结果已于近日发表在了《自然》(Nature)杂志上。

这种新电池被称为碱金属-氯电池,它是基于20世纪70年代首次出现的锂-亚硫酰氯化学物质。这些电池因其高能量密度而备受推崇,但其依赖的是高活性的氯,这使得它们不适合于除单一用途之外的其他用途。

在普通的可充电电池中,电子在放电过程中从一边移动到另一边,然后在电池充电时恢复到原来的形式。然而,在这种情况下,氯化钠或氯化锂被转化为氯,而氯太过活泼,所以这个过程中不能以任何很高的效率转化回氯。

这项新研究的作者已经想出了解决这个问题的办法。研究小组用氯化钠和氯进行实验,试图改善电池的性能,但发现这种化学物质实际上已经稳定下来,这使得电池在一定程度上具有可充电性。

随后的研究使该团队开发了一种新的电极材料,这种材料由多孔碳制成,其作用就像海绵一样,可以吸收不稳定的氯分子,并将它们安全地储存起来,以便重新转化为氯化钠。

“当电池充电时,氯分子被困在碳纳米球的小孔中并受到保护,”研究人员表示,“然后,当电池需要耗尽或放电时,我们可以放电电池,将氯转化为氯化纳,并在多个循环中重复这一过程。目前我们可以循环200次,而且还有改进的空间。”

以一个维护良好的锂离子电池为例,它可以使用500-1000次。通过他们的实验,该团队还证明了原型电池的能量密度非常高。该团队已经实现了每克正极材料存储1200毫安时电量,大约是当今锂离子电池技术的6倍。

研究小组设想这种电池可以用于助听器或遥控器,或者为不需要经常充电的设备供电,比如可以用太阳能充电的卫星或远程传感器。为了在智能手机和电动汽车上使用,科学家们将需要扩大电池的规模,设计一个合适的结构,同时增加它可以安全循环使用的次数。

关键字:新型氯电池

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