體積小分量輕 UT-Austin研發納米金屬箔陽極

2020-12-05 中國汽車報社有限公司

體積小分量輕 UT-Austin研發納米金屬箔陽極

　　據外媒報導，德克薩斯大學奧斯汀分校（The University of Texas at Austin，UT-Austin）科克雷爾工程學院（Cockrell School of Engineering）的研究人員發現了新陽極材料族（material family）——納米金屬箔，使鋰電池陽極的充電電量（charge capacity）翻一番，這意味著未來儲能系統將變得更高效。

　　新陽極材料組可節省大量的陽極製造時間及材料用量，只需簡單的兩步，就能實現鋰離子陽極的量產化。相較於當前鋰離子電池所採用的石墨及黃銅陽極，研究人員所創造箔材料的厚度與重量只有前者的四分之一。

　　研究團隊近期大力打造納米材料，提升鋰電池電極材料的性能。Manthiram與他的團隊在研發新的陽極材料，該材料由共晶合金製成，採用機械軋製法，將其加工為納米結構的金屬箔。

　　該研究的主要作者Kreder認識到，或可採用傳統的金屬合金工藝，將微米級合金陽極（micrometer-scale alloy anode）加工為納米材料。該團隊的新陽極材料所佔體積大幅降低，該可攜式電池將適用於手機、醫療設備及電動車等應用。

責任編輯：王硯殊
版權聲明：凡本網註明「來源：《中國汽車報》網」或「汽車網」的文字、圖片和視頻作品，版權均屬汽車網-《中國汽車報》網所有，任何媒體、網站或個人未經書面授權不得轉載、連結、轉帖或以其他方式使用；已經書面授權的，在使用時必須註明「來源：《中國汽車報》網」

相關焦點

  • 直接利用金屬箔會是電池負極的未來嗎?
    追求更高的體積能量密度是行動裝置鋰離子電池（LIB）邁向更廣泛應用的條件，同時材料的可回收利用也逐步得到關注。目前鋰離子電池負極的選材和製備工藝上仍然使用Sony公司1970s~1980s的標準，其已無法快速提升電極能量密度。特別是在負極的製備中的因素（反應電位，電極厚度，應力變化帶來的體積變化）使得以粉體~導電劑~粘結劑塗布在金屬集流體箔上的製備電極技術遇到瓶頸。
  • 曹殿學教授ACS Nano柔性的金屬Na陽極以及MXene誘導的片狀Na生長
    基於此，開發具有柔韌特性的宿主結構是提高Na金屬可加工性的關鍵步驟；此外具有 3D結構的宿主不僅可以有效地降低局部電流密度，抑制Na枝晶生長，而且有助於緩解長循環過程中連續的體積變化。MXene作為一種獨特的二維(2D)層狀材料，由於其豐富的表面官能團和超高的金屬級導電性，最近在Li/Na金屬負極保護方面大放異彩。
  • Nature:石墨烯管作為鋰離子電池的錫陽極,具有高體積/重量容量
    本文要點：通過將Sn納米顆粒封裝在高導電性和堅固的石墨烯管中來輕鬆實現具有高重量和體積容量的錫陽極成果簡介 然而，當前的鋰離子電池採用具有低抽頭密度和重量分析能力的石墨基陽極，從而導致較差的體積性能指標。在這裡，通過在機械堅固的石墨烯管中封裝金屬錫的納米顆粒，顯示出具有高體積和重量容量，高倍率性能和長循環壽命的錫陽極。
  • 德國波蘭兩大學研究人員研發新電池陽極材料 可比石墨陽極電池多...
    鋰離子電池（Li-Ion）通常用於小型電子設備和電動汽車，此類電池的最大優點是能量密度高（體積小、能量高），而且是許多應用的重要部分。現在，研究人員主要專注於提高其電池容量，改進電池設計，以增加電池充電次數。
  • 美國研發新型柔軟固體電解質 可改善鋰金屬電池增加電動汽車續航
    蓋世汽車訊 為了研發能夠讓電動汽車（EV）的續航裡程達到數百英裡的可充電電池，科學家們都致力於用鋰金屬陽極取代現有電動汽車電池中使用的石墨陽極。 現在，據外媒報導，美國能源部勞倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）的研究人員與卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon University）合作，研發了一種新型的柔軟固體電解質。此種電解質由聚合物和陶瓷製成，可以在樹突擴散以導致電池失效之前，抑制樹突在早期成核。
  • 哈工大:量身定製的亞納米孔的多孔碳氣凝膠,用於鉀離子電池陽極
    圖2.優化的獨立式PCN（空氣-1小時）氣凝膠的PIB陽極圖3.此工作和最近報導的基於碳材料（多孔碳，石墨烯，CNT，N或O摻雜），碳基複合材料（CNT）的PIB陽極之間以小速率（<200 mA / g）測試的循環性能的比較或由活性納米粒子（例如金屬，氧化物和層狀化合物
  • 站在蒲公英上的最輕金屬
    依我們的常識，金屬絕非自然界密度較小的物質。那麼，最輕金屬又是如何成為密度最低的固體？　　這種超輕金屬的研發成功，又是大自然的啟示。在波音公司的視頻中，研究者之一的Sophia Yang博士介紹說，人的骨頭外部堅硬，但裡面基本是中空的蜂窩狀結構。雖然骨頭質量不大，卻能承受極大的重量。
  • 半液態金屬陽極,下一代電池的新範式
    phys.org網站6月12日報導，最新一期的《焦耳》雜誌發文稱，美國卡內基梅隆大學的研究人員開發了一種半液態鋰金屬陽極，這種陽極設計有望成為下一代電池的新範式。使用新型半液態電極的鋰電池或可具備更高的容量，並且比傳統鋰電池更安全。鋰電池是現代電子產品中最常見的可充電電池之一。
  • 【技術前沿】美國BNL實驗室發現陽鋰金屬陽極新技術或將提高能量密度
    據外媒報導，美國布魯克海文國家實驗室（BNL）的研究人員近日對於鋰金屬陽極電池內部反應機制有了新的發現，該項研究的結果是未來研製出更小尺寸、更輕重量、更低成本的EV汽車動力電池，這項發現今天發表在《自然納米技術》上。
  • TUBALL單壁碳納米管助力電池能量密度發展
    而使用OCSiAl公司的Tuball™單壁碳納米管的配方中，含有98.4%磷酸鋰鐵，0.1%的單壁碳納米管和1.5%PVDF，從而增加了7.9%的活性物質的量。此外，具有碳納米管的電極具有更好的可壓縮性，並且記錄到的密度是2.4g/cc，比控制配方電極的密度高出10%。這些改進使陰極厚度降低了近18%，在一個電池上，使電池體積能量密度增加了10%。
  • 新型金屬強度極高但重量超輕
    ，右圖為新型金屬納米複合材料變形後所得樣本。　　據加州大學洛杉磯分校官網消息，該校科研團隊近日研發出一種強度極高但重量超輕的新型金屬。　　這種新型金屬——精確地說是金屬納米複合材料——由加入納米碳化矽粒子的鎂構成，可以用來製造輕型的飛機、宇宙探測器、汽車等等，並有助於提高這些設備的燃料效率。研究結果12月24日發表在《自然》期刊上。　　鎂的密度只有鋁的三分之二，是最輕的結構性金屬。
  • 含高度分散FeSe2納米粒子多孔碳納米纖維用作鈉和鉀離子電池陽極
    ：含高度分散FeSe2納米粒子的多孔碳納米纖維用作鈉和鉀離子電池陽極DOI:10.1016/j.jallcom.2020.155265鈉和鉀離子電池（SIBs和PIBs）由於鈉和鉀金屬的豐富性和低廉的價格而在大規模應用中受到了廣泛關注。但是，較大的Na+和K+會導致緩慢的動力學、較大的體積變化和不理想的循環性能。
  • ACS Nano:可彎曲、可摺疊的金屬Na以及MXene誘導效應的全新解讀
    其中，得益於較低成本和易獲得性，Na金屬電池受到了極大的關注。然而，在室溫下直接使用自支撐的Na金屬作為負極仍然是一個挑戰。其阻礙在於：差的機械加工性和潛在的電化學安全問題。基於此，開發具有柔韌特性的宿主結構是提高Na金屬可加工性的關鍵步驟，此外具有 3D結構的宿主不僅可以有效地降低局部電流密度，抑制Na枝晶生長；而且有助於緩解長循環過程中連續的體積變化。
  • 至柔至性之柔性電池:科研進展和機遇|聚合物|碳納米管|電化學|材料...
    碳材料　　眾所周知，常用的集流體是鋁（Al）和銅（Cu）等金屬箔，通常與電極材料的附著力較弱。因此，金屬集流體在電池中的應用，在反覆的機械變形過程中，存在容量損耗、能量密度低、速率性能差等問題。碳材料，如碳納米管（cnt）、石墨烯和碳納米纖維（CNFs），具有優異的熱穩定性和化學穩定性、高導電性和優異的機械性能。
  • 幾種金屬空氣電池的國內外研發及應用進展
    金屬空氣電池以活潑的金屬作為陽極，具有安全、環保、能量密度高等諸多優點。具有良好的發展和應用前景，甚至被寄予厚望替代當前新能源汽車主要的動力電池類型—鋰離子動力電池。製作金屬空氣電池，可選用的原材料比較豐富。目前已經取得研究進展的金屬空氣電池主要有鋁空氣電池、鎂空氣電池、鋅空氣電池、鋰空氣電池等。
  • 乾貨|幾種金屬空氣電池的國內外研發及應用進展
    金屬空氣電池是以金屬為燃料，與空氣中的氧氣發生氧化還原反應產生電能的一種特殊燃料電池。 　　金屬空氣電池以活潑的金屬作為陽極，具有安全、環保、能量密度高等諸多優點。具有良好的發展和應用前景，甚至被寄予厚望替代當前新能源汽車主要的動力電池類型—鋰離子動力電池。 　　製作金屬空氣電池，可選用的原材料比較豐富。
  • 美國研發可在零下10攝氏度工作的鋰金屬電池
    鋰電池，或者說鋰金屬電池都採用鋰金屬為陽極。在過去幾十年中，可充電的鋰電池被廣泛採用，用於給玩具、可攜式消費設備和電動汽車等各種電子設備供電。造成這一缺點的主要原因在於，在溫度低於零下10攝氏度時，固體電解質間相（SEI）會變得不穩定，導致電池陽極在鋰電鍍時出現樹突。據外媒報導，美國賓夕法尼亞州立大學（Pennsylvania State University）和阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）的一組研究人員最近研發了一種新型鋰金屬電池設計，可以克服上述缺點。
  • 科學家研發世上最輕材料 比泡沫塑料輕100倍
    美科學家研發世界上最輕的材料，把它放在蒲公英絨毛上面，也不會損壞絨毛　　【搜狐科學消息】據國外媒體11月18日報導，美國科學家最近成功研發出世界上最輕的材料，其密度僅為0.9毫克/立方釐米，比常用的聚苯乙烯泡沫塑料還要輕100倍，令人吃驚的是它由金屬材質製成。
  • 金屬納米片的製備及在鋅離子電池負極上的應用
    之前報導的將兩種金屬箔反覆的機械軋制然後刻蝕掉其中一種金屬是一種不錯的方法，但刻蝕步驟在製備兩性金屬或者較活潑的金屬時往往不那麼高效，如鋅、鋁、銅等金屬，在使用酸或鹼刻蝕掉犧牲金屬時，這些金屬也會不同程度地被腐蝕或氧化，因此需要更高效的方法來製備此類金屬的二維納米片。
  • 美國UT Austin餘桂華教授AM:室溫全液態金屬電池界面化學研究
    傳統液態金屬電池電極熔點較高，為了保持金屬電極在熔融狀態，一般需要較高的操作溫度（大於240 °C），不僅給液態金屬電池的裝配、操作帶來了一定危險性，也提高了電池的運行成本，阻礙了液態金屬電池大規模的應用。