當(dāng)前位置: 電池聯(lián)盟網(wǎng) > 前沿 >

日本UNIST尋找鋰離子電池中的陽離子替代物 以提升電池放電容量

時間:2021-07-24 18:10來源:蓋世汽車 作者:Elisha
點(diǎn)擊: 次
（圖片來源：phys.org）
 
       鋰離子電池可為智能手機(jī)、電動汽車等提供動力。隨著科技的進(jìn)步，這種電池發(fā)生了顯著的變化，并徹底改變了我們的世界。下一步需要開發(fā)更好的電池，為電子設(shè)備提供更持久的動力。提高電池性能的一種有前景技術(shù)，是在正極材料中對陽離子進(jìn)行原子取代。然而，要系統(tǒng)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并確定理想的不同替代基陽離子，過程復(fù)雜且成本高，只能通過模擬來縮小選擇范圍。
 
       以往研究報告過，使用基于模擬的方法，可以改善電池壽命和熱穩(wěn)定性。然而，這反過來會降低電池的放電容量，即電池在一次放電中所能提供的能量。因此，必須進(jìn)行大量研究，以提高陽離子替代物的放電容量。
 
       日本高級科學(xué)技術(shù)研究院（JAIST）的Ryo Maezono教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)，對不同的陽離子進(jìn)行廣泛篩選，以部分替代鎳基鋰離子電池中的鎳，提升電池放電容量。Maezono教授表示：“通過放電曲線，可以確定放電容量。放電曲線是充放電過程中的電壓變化。我們使用第一原理計(jì)算來評估材料的放電曲線，然而，這些計(jì)算方式成本很高，所以我們整合其它方式，來縮減陽離子替代物選項(xiàng)。據(jù)我們所知，這一研究首次成功預(yù)測陽離子替代物，從而提升電池容量。”
 
       通過“嚴(yán)格約束和適當(dāng)規(guī)范”(SCAN)泛函的重要策略，可以成功預(yù)測放電電壓曲線。然而，由于計(jì)算成本很大，利用這種方法進(jìn)行廣泛篩查，是不切實(shí)際的。因此，該團(tuán)隊(duì)首先使用低成本技術(shù)，如密度泛函理論和團(tuán)簇展開法（cluster expansion），來確定合適的陽離子替換候選項(xiàng)，然后將SCAN泛函應(yīng)用于推斷候選項(xiàng)，以確保預(yù)測電壓的可靠性和準(zhǔn)確性。通過篩選過程可以看出，在鎳基鋰離子電池中，用鉑和鈀部分取代鎳，可以獲得最佳放電容量。這些結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致，驗(yàn)證了所提出的方法。
 
       研究人員強(qiáng)調(diào)進(jìn)行深入研究的必要性，并對低成本篩查過程持樂觀態(tài)度。Maezono教授表示：“結(jié)果表明，錸和鋨等取代基具有很高的放電容量。然而，這些元素稀有且價格昂貴，將其投入實(shí)際應(yīng)用具有挑戰(zhàn)性。經(jīng)過進(jìn)一步研究，才能在少量取代、多元素取代或陰離子取代的情況下，達(dá)到同樣的效果。我們的創(chuàng)新計(jì)算技術(shù)，將加速尋找最佳材料，以更低的成本提高電池性能，使我們能夠用無碳替代品取代目前的大部分電力資源。”
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰離子電池 電池
作者：Elisha ，如若轉(zhuǎn)載，請注明出處：http://jzr14e.cn/qianyan//2021072436665.html
看完這篇還不夠？如果你也也是同行業(yè)需要發(fā)布您的新聞報道，請 戳這里 告訴我們！
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個人觀點(diǎn)，與中國電池聯(lián)盟無關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來源：XXX（非中國電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡

  • 干法工藝制備NCM111電極

    近日，美國肯塔基大學(xué)的Mohanad Al-Shroofy等人對干法工藝制備NCM111電極進(jìn)行了研究。
    2020-12-25 10:14
    		•
專題
相關(guān)新聞

  • 干法工藝制備NCM111電極

    近日，美國肯塔基大學(xué)的Mohanad Al-Shroofy等人對干法工藝制備NCM111電極進(jìn)行了研究。
    2020-12-25 10:14
本月熱點(diǎn)
歡迎投稿
聯(lián)系人：王女士
Email：cbcu#cbcu.com.cn
發(fā)送郵件時用@替換#
電話：010-53100736
在線投稿
企業(yè)微信號
微信公眾號