鹽可用於電池電極並提升電容

2020-12-13 電子發燒友

鹽可用於電池電極並提升電容

電源新事 發表於 2020-12-11 16:10:27

　　一點點鹽就可以增加電池性能？聽起來像是個天方夜譚，但這是倫敦瑪麗王后大學、劍橋大學與馬克斯普朗克固體物理和材料研究所共同研究成果，只要在超分子海綿加入鹽並加以碳化，就可以打造 3D 多層碳結構，可用於電池電極並提升電容。

　　科學家研究發現把鹽放入超分子海綿，並置於高溫烘烤環境，就可以把海綿變成碳基結構。其中鹽會以特殊方式與金屬海綿發生反應，將海綿從均質物質變成具有纖維、支架和網狀物的複雜結構，這種 3D 碳結構當作電池負極時對可促進電解質離子遷移，但難以在實驗室中製造。

　　根據其在《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）研究，假如在鋰離子電池使用該材料，不僅可以提高電池充電速度，電容量也可以增加。而由於自然界的硅藻也存有複雜結構，研究員將該材料命名為「納米硅藻（nano－diatoms）」，並且認為納米硅藻也可用於儲能與能源轉換，像是氫燃料的電催化劑。

　　倫敦瑪麗王后大學工程與材料科學學院 Stoyan Smoukov 博士說，只有將化合物加熱到攝氏 800 度時才會發生這種變態（metamorphosis），而團隊也發現可以利用改變化學組成來控制碳化。

　　多階層結構的 3D 碳基納米結構不僅擁有良好導電性等物理性質，也可以製成輕型結構材料或是改善碳材料浸潤性（wettability）促進離子流動。但製造 3D 碳基納米結構非常難，何況還要以簡單方式製成。

　　研究使用的超分子海綿為一種金屬有機框架材料（MOF），該多孔材料具有氣體儲存等應用潛力。一般來說 MOF 海綿碳化後表面積會增加，可成為電極材料生力軍，只是研究發現碳化的 MOF 僅會形成無規則碳衍生物。所幸最後團隊發現在 MOF 海綿加鹽碳化後，可將無規則碳衍生物搖身一變成複雜且有秩序的多層碳基材料。

　　劍橋大學能源研究所博士 R． Vasant Kumar 表示，這項研究將 MOF 應用推向另一階段。該多層碳基材料製造方法未來不僅可用在儲能技術，也可以用於能源轉換和化學感測。

　　劍橋大學博士生王鐵勝指出，由於可用的 MOF 和金屬鹽種類非常多，研究擁有千上萬種排列組合，或許未來團隊也會透過另一種材料與結構來製造納米硅藻。（來源：Technews科技新報）

　　責任編輯：xj

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 特斯拉4月「電池日」臨近,「乾電極+超級電容」是未來新方向?
    目前，Maxwell是全球第一的超級電容器製造商，在電池業務方面核心擁有著名的乾電極技術專利+超級電容。興業證券預計，特斯拉即將在4月20日電池日上宣布「無鈷」電池，大概率為Maxwell生產的採用新型高鎳正極+預鋰化負極+乾電池技術+超級電容的新型鋰離子電池以及採用CTP技術的超級磷酸鐵鋰電池兩款產品。
  • 研究人員開發新型電極結構 可用於全固態二次電池
    蓋世汽車訊 據外媒報導，韓國研究人員開發了一種可用於全固態二次電池的新型電極結構。如果這項技術得到採用，與現有技術相比，電池的能量密度將顯著提高，極大促進高性能二次電池的發展。
  • 超級電容電池原理_超級電容電池續航時間
    此外還可用於其他機電設備的儲能能源 　　超級電容器由於石油資源日趨短缺，並且燃燒石油的內燃機尾氣排放對環境的汙染越來越嚴重（尤其是在大、中城市），人們都在研究替代內燃機的新型能源裝置。已經進行混合動力、燃料電池、化學電池產品及應用的研究與開發，取得了一定的成效。但是由於它們固有的使用壽命短、溫度特性差、化學電池汙染環境、系統複雜、造價高昂等致命弱點，一直沒有很好的解決辦法。
  • 研究人員開發出可用於全固態二次電池的新型電極結構
    打開APP 研究人員開發出可用於全固態二次電池的新型電極結構 蓋世汽車 發表於 2020-12-11 14:03:38 　　據外媒報導，韓國研究人員開發了一種可用於全固態二次電池的新型電極結構。
  • 電池供電設備中的電容傳感設計考量
    在需要最佳性能的複雜和緊湊的設計中實現電容式傳感器時，注意一些關鍵要點很重要：與電池地的關聯：所有的傳感器測量都是相對於電池地(設備地)的。人體地(充分耦合到大地)和設備地之間的變異會影響性能。下圖顯示了這些潛在變數。極度敏感：下圖顯示的是一個平行板電容器的理論值。當人(無限地平面)接近電容式傳感器(充電的電極)時，情況與下圖類似。
  • 特斯拉的新能源汽車新電池將要使用超級電容
    2019年，特斯拉先後收購了超級電容、電池製造公司Maxwell和加拿大電池製造公司Hibar Systems.其中，Maxwell的「大殺器」就是乾電極技術，能夠將電芯的能力密度提升到300WH/kg以上，甚至有可能提升到500Wh/kg，相較於當前特斯拉的電芯，能量密度翻了一倍。 近期，特斯拉公開專利，宣稱其電池使用壽命延長至160萬公裡。
  • 電池電極反應式總結
    化學電源是高中的重要知識，一般在全國卷中的選擇題和大題中都有所涉及，其重要性不言而喻，而電極反應式又是重中之重，因此，必須要能快速準確地判斷或寫出電極反應式，才能在考試中取得好成績。接下來，小編帶大家梳理一下應當掌握的電極反應式（與電解池相關的未整理）。
  • 可拉伸的微型超級電容:讓可穿戴設備擺脫電池,實現自我供電!
    配備超級電容的豐田混合動力賽車TS040（圖片來源：維基百科）超級電容具有一個正極和一個負極，兩個電極之間有一層隔膜，在正負極和隔膜之間以電解液填充，多孔化的電極具有更大的表面積去吸附電解液的電荷，因此容量可以達到很大。由於儲能的過程中沒有發生化學反應，所以這種電容充放電可多達數十萬次。
  • 雷射加工技術給高能量鋰離子電池超厚電極帶來的福音
    雷射成型改變了本體電極結構和形貌，通過分析電極結構的變化造成的電子阻抗和離子阻抗，可找到影響電化學性能的基本因子。EIS測試頻率範圍為500kHz到5mHz，電壓振幅為10mV。通過組裝每種電極的對稱電池，分析內在阻抗特性，對稱電池採用的是非鋰插入的電解質，即將0.1M TBAClO4溶於EC/DMC（1:1，v/v）中獲得非鋰插入電解質。
  • 法拉電容和電解電容介紹及應用
    超級電容器是介於傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，其容量可達幾百至上千法拉，與傳統電容器相比：它具有較大的容量、較高的能量、較寬的工作溫度範圍和極長的使用壽命；而與蓄電池相比：它又具有較高的比功率，且對環境無汙染，因此可以說，超級電容器是一種高效、實用、環保的能量存儲裝置。法拉電容器的容量比通常的電容器大得多。由於其容量很大，對外表現和電池相同，因此也有稱作「電容電池」。
  • 韓國研發新型單片電極 可製成高容量柔性電池用於下一代交通工具等
    蓋世汽車訊 據外媒報導，隨著需要高容量電力的可穿戴設備和智慧型手機（如可摺疊手機和5G手機）的推出，人們對電池的興趣日益濃厚，各種類型的電池也處於研發中，如，可嵌入移動手錶錶帶的柔性電池，或者由無線充電發展而來的無線電力共享電池。
  • 特斯拉收購Maxwell自製電池深度梳理與投資機會
    公司目前主要專注市場為儲能系統和乾電池電極，2013年和SK合作研發超級電容和乾電池電極，17年收購Nesscap energy加碼超級電容布局，18年和吉利/沃爾沃開始合作。超級電容器廣泛應用於風電、鐵軌、電網儲能等領域。
  • 鋁離子電池電極與電解液材料研究獲進展
    隨著世界對於可再生能源開發需求的增長，電網電能存儲系統的短板日益凸顯。
  • 復旦大學:碳點與多孔水凝膠整合製備全碳電極,用於雙層電容器
    成果簡介 作為雙電層電容器（EDLC）的一類電極材料，碳點（CD）能夠擴大比表面積，製造分層的孔和接枝贗電容基團，獲得額外的容量和出色的能量密度。當在EDLC中組裝為電極時，表現出卓越的性能。結果證明，CD-多孔（水）凝膠複合材料上的煅燒活化，是製備用於電化學儲能的優質碳電極材料的通用途徑。圖文導讀 方案1.用商業PAMG和不同的CD製備的HPC材料圖1.
  • 電力設備行業:特斯拉的動力電池夢都有哪些布局?
    超級電容擁有短時間快速充放電的能力，在汽車領域適合用於啟停系統。超級電容的缺點在於單位電量成本高，並且能量密度低，作為電動車的主動力來源難度較大。投資建議：1)乾電極技術是對電池生產工藝的優化，沒有改變當前的電池材料體系，並且會加速鋰電池向高鎳化方向發展。
  • 鋰硫電池優缺點_鋰硫電池電極材料
    鋰硫電池電極材料 　　造紙工業一種很常見的副產品：木質磺酸鹽，已被壬色列理工學院科學家證明可做為鋰硫電池的低成本電極材料，目前研究小組創建了一款手錶鋰硫電池原型，下一個工作將試著擴大原型。 　　鋰硫電池能量密度至少是鋰離子電池的兩倍之多，因此儘管可充電鋰離子電池是市場當紅炸子雞，科學家還是對鋰硫電池的開發產生濃厚興趣。 　　可充電電池主要由兩個電極、電極間的液體電解質以及隔離膜組成，鋰硫電池的陰極由硫碳基質構成，陽極使用鋰金屬氧化物。在元素形式中，硫是不導電的，但當硫在高溫下與碳結合時會變得高度導電，因此被看好應用於新型電池技術中。
  • 電荷傳輸層對滷化物鈣鈦礦太陽能電池電容測量的影響
    該研究發現因為高頻電容信號會受到空穴傳輸層(HTL)的載流子的影響，基於電容的測量不能被用於可靠地分析鈣鈦礦層或其界面的缺陷特性。對於無空穴傳輸層(HTL-free)的鈣鈦礦電池，因為鈣鈦礦層不存在載流子的束縛和激發，高頻電容可以被認為是器件的幾何電容，因此可以用於計算鈣鈦礦層的介電常數。低頻的電容信號可以用於計算鈣鈦礦層離子電導的激活能，但需要排除電荷傳輸層對測量的影響。
  • 【能源】聚苯胺/石墨烯電極材料高電容機理探究
    近日，廈門大學材料學院白華團隊系統研究了聚苯胺/還原氧化石墨烯（PANI/RGO）複合電極材料在超級電容器中的工作機理，首次揭示了PANI電化學降解對儲能的貢獻，闡明了此類複合材料高比電容的原因。而研究者們通常把其超高電容性能簡單歸因於高電容的PANI和RGO材料之間的協同效應，這反應出人們並沒有真正的理解PANI/RGO電極材料的電化學工作機理，同時也限制了聚苯胺/石墨烯複合電極材料的進一步發展。白華團隊系統的研究了PANI和PANI/RGO複合材料在電化學測試過程中（−0.2 ~ 0.8 V vs.
  • 誰將成為未來超級電容器「殺手級」的電極材料?
    超級電容器還可以與充電電池組成複合電源系統，既能夠滿足電動車啟動、加速和爬坡時的高功率要求，又可延長充電電池的循環使用壽命，實現電動車動力系統性能的最優化。當前，國內外已實現了超級電容器的商品化生產，但還存在著價格較高、能量密度低等問題，極大地限制了超級電容器的大規模應用。
  • 如何用萬用表測試電容好壞方法!
    如何用萬用表測試電容好壞方法！萬用表的功能很多，比方說用於測試線路通不通、空調哪裡出現問題、測試電容器的好壞等等。電容器是一種為常用的電子元件。電容器的通用文字符號為「C」。電容器主要由金屬電極、介質層和電極引線組成，兩電極是相互絕緣的。