21世紀新電池來了

21世紀新電池來了

TORRANCE,CA-本田研究所的工程師們已經開發出一種新型電池,可以取代傳統的鋰離子電池。與加州理工學院和美國宇航局噴氣推進實驗室的科學家合作開發的氟離子化學使得能夠使用比現有技術更高的能量密度和更有利的環境足跡的材料。

“氟化物離子電池(FIBs)提供了一種前景廣闊的新型電池化學物質,其能量密度是目前鋰電池的10倍,”本田研究所首席科學家克里斯托弗布魯克斯博士說。“與鋰離子電池不同,FIB不會因過熱而造成安全風險。並且,獲得用於FIB的源材料比對鋰和鈷的提取過程產生的環境影響小得多。

“FIB為其他類型的潛在高能電池電化學提供了一種有吸引力的替代方案,例如那些基於鋰或金屬氫化物化學的電化學,它們通常受到電極固有特性的限制,”Brooks解釋說。“由於氟的原子量低,基於該元件的可充電電池可以提供非常高的能量密度。”

然而,雖然氟離子電池被認為是下一代高密度儲能裝置的有力競爭者,但它們受到所需溫度要求的限制。

“目前,固態氟化物離子導電電池迭代需要在高於150℃的高溫下運行,以使電解質導電,”布魯克斯說。“電解質的這些限制對實現低溫操作FIB提出了重大挑戰。”

為了應對這一挑戰,Brooks和他的同事開發了一種方法,用於製造能夠在室溫下操作的氟離子電化學電池

“這種突破是通過具有高離子電導率和寬工作電壓的化學穩定的液態氟化物導電電解質實現的,”Brooks指出。“[我們]使用溶解在有機氟化醚溶劑中的乾燥四烷基氟化銨鹽來開發電解質。”

當與具有銅,鑭和氟的核 - 殼納米結構的複合陰極配對時,Brooks和他的同事在室溫下實現了可逆的電化學循環。

未來,氟離子電池可以為電動汽車,飛機和其他車輛提供動力。電池的高容量特性也使其成為無線電動工具和其他產品的理想選擇。


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