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揭示未来电池的新材料

2021-03-04 20:07:10

风能或光伏等可再生能源是间歇性的;生产高峰不一定跟随需求高峰。因此,存储绿色能源对于远离化石燃料至关重要。光伏电池产生的能量和风能将被存储起来,以便以后需要时使用。

锂离子技术是目前基于电池的储能性能最佳的技术。锂离子电池用于小型电子设备(智能手机,笔记本电脑),是电动汽车的最佳选择。他们的缺点?例如,由于制造问题,锂离子电池可能着火。这部分是由于在当前电池中使用了液态有机电解质。这些有机电解质是电池所必需的,但高度易燃。

解决方案?从液体易燃电解质转换为固体(即,移至全固态电池)。这是非常困难的一步,因为固体中的锂离子流动性低于液体中的锂离子流动性。这种较低的迁移率在充电和放电速率方面限制了电池性能。

科学家一直在寻找可以实现全固态电池的材料。UCLouvain的研究人员现在已经发现了这样的材料LiTi 2(PS 4)3或LTPS。LTPS具有在固体中测得的最高锂扩散系数(锂迁移率的直接量度)。LTPS的扩散系数远高于任何已知材料。结果发表在《化学》杂志上。

锂的迁移率直接来自LTPS的独特晶体结构(即原子的排列)。这种机制为锂离子导体领域开辟了新的视角,并且超越了LTPS,为寻找具有类似扩散机制的新材料开辟了道路。需要对该材料进行进一步的研究和改进,以使其将来能够商业化。然而,这一发现是理解具有极高锂离子迁移率的材料的重要一步,这是未来全固态电池最终所需的材料。这些材料(包括LTPS)可用于从汽车到智能手机的许多技术中。

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