logo搜索

中科院和代尔夫特理工大学开发新方法 预测钠离子电池原子结构

时间:2021-04-21 08:59:40 作者:本站整理 来源:网络

新能源汽车讯 据外媒报道,中国科学院和代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员开发出一种预测钠离子电池原子结构的方法,这在世界上尚属首次,将大大推进钠离子电池研究。该类电池将成为仅次于锂离子电池的重要技术。

电池,钠离子电池,锂离子电池,中国科学院,代尔夫特理工大学,原子结构

(图片来源:tudelft)

锂离子电池具有高能量密度和优异的性能,并广泛应用于手机、笔记本电脑和电动汽车等应用。然而,商业上过于依赖一种电池也有不足之处,例如生产锂离子电池时,必须使用钴。但是,全球钴资源有限,而且开采条件恶劣,对环境产生严重影响。德尔夫特大学的研究人员Marnix Wagemaker表示:“如果将来我们都转向电动出行,我们也需要大量的锂。”实际上锂储量也是有限的。

研究人员相信钠离子电池富有发展潜力。理论上来说,钠离子电池的性能不如锂离子电池,但差距并不大。Wagemaker称:“在实验室规模上,钠离子电池的能量密度只比锂离子电池低20%到30%。对于可以经常充电的车辆来说,钠离子电池可能成为很好的替代品。”此外,钠离子电池也适合固定应用,例如家里的电源墙或储存风能和太阳能的电池公园。从原材料方面看,钠离子电池可以避免使用钴,提供更好、更便宜的正极。

但是,锂离子电池只使用有限数量的原材料和材料结构,而且最佳正极配方比较明确。对于钠离子电池来说,情况并非如此。Wagemaker称:“基于元素的精确组合,你最终会发现正极的原子结构存在细微的差别,这会对电池性能产生很大的影响。仅仅有几个元素,结构上的可能性就这么多,即便是速度最快的超级计算机,也无法预测组合结果。因此,新材料的开发速度很慢。”

中国科学院和代尔夫特的研究人员找到了一种方法,可以预测理想的正极配方。在原子层面上,正极看起来很像三明治:由几层组成,中间有离子。Wagemaker说:“起初来看,似乎离子的大小决定了原子结构。我们很快发现,这并不是唯一要素,起到关键作用的是离子的电荷分布。”

这一发现具有重要意义。因为离子大小与其电荷之间的比率,即所谓的“离子势”,已知具有预测价值。Wagemaker说:“几十年来,地质学领域一直通过这一关系,解释为什么某些铁氧化物比其他氧化物更易溶。”事实证明,这种关系在原子层面也有用。研究人员基于离子势开发出简单的配方。Wagemaker说:“我们可以根据这个配方,预测哪种原料选择比例将得到哪种结构。该配方引导我们发现电极材料的各种可能性,以提供最佳性能。”

研究人员还设计新材料以测试其配方。Wagemaker说:“我们尝试制造能量密度最高、充电速度非常快的正极,并获得成功。就能量密度而言,我们已经达到可能的上限。”

这项研究集中在电池的正极部分。研究人员下一步将探讨不同类型电池的电极和电解液等,并希望通过这项研究,加快开发下一代电池材料。

阅读全文

相关推荐

上一篇: 加拿大魁北克将于2035年禁售新汽油车

下一篇: 特斯拉停售3.5万美元版本的Model 3

相关文章

全民追“狗”潮!哈弗大狗2.0T全版本车型震撼上市
潮野出击,“犬”力以赴。2021年4月20日,备受期待的哈弗大狗2.0T全版本车型正式上市,共推出中华猎犬版和哮天犬版两款车型,售价分别为:14.59万元和16.29万元。同时,哈弗大狗新增了黄狗、蓝狗、青狗三种今年最潮流行色,致敬极色美学
全民追“狗”潮!哈弗大狗2.0T全版本车型震撼上市2021-04-210
“5+5”作战群首秀 长城汽车“超级航母”出征2021上海车展
4月19日,长城汽车“超级航母”强势亮相2021上海国际汽车工业展览会,“5+5”航母作战群成员哈弗、长城皮卡、WEY、欧拉,与正式独立、全球首秀的坦克共五大整车品牌,以及未势能源、蜂巢易创、精工底盘、诺博汽车、曼德电子电气五大零部件公司集结出击,大秀硬核实力,掀起2021上海车展“长城热潮”
“5+5”作战群首秀 长城汽车“超级航母”出征2021上海车展2021-04-211
全新技术品牌发布,思皓汽车迈入全面架构造车时代
4月19日,江汽集团携旗下新品车型亮相2021上海国际车展,同时,思皓汽车正式发布全新技术品牌——智能汽车模块化架构,并命名为“MIS 皓学”,以深厚技术积淀、前瞻技术布局和创新技术理念,宣告正式迈入全面架构造车时代
全新技术品牌发布,思皓汽车迈入全面架构造车时代2021-04-210
捷豹路虎携多款重磅车型亮相2021上海车展
第十九届上海国际汽车工业展览会(以下简称“上海车展”)于今日正式开幕,捷豹和路虎品牌携多款重磅车型震撼亮相,实力呈现新现代豪华主义的独特魅力和与生俱来的英伦风尚。车展首日,捷豹路虎强调中国市场必将成为推动捷豹路虎“重塑未来”全新全球战略的保障与加速器,诠释对新现代豪华主义未来发展的构想与战略布局
捷豹路虎携多款重磅车型亮相2021上海车展2021-04-210
LG新能源成为全球首个同时加入RE100、EV100的电池企业
4月15日,LG新能源成为全球电池行业中首个同时加入RE100和EV100的企业。LG新能源承诺在2030年前,在全球所有生产经营场所将100%使用可再生能源电力、并将LG新能源的运营车辆全部更换成新能源车型。此举将是LG新能源全球可持续经营发展的又一里程碑,奠定企业ESG经营的坚实基础。
LG新能源成为全球首个同时加入RE100、EV100的电池企业2021-04-211
E周看点丨26.5万电动野马硬刚Model Y;贾跃亭被终身禁入证券市场
E周看点丨26.5万电动野马硬刚Model Y;贾跃亭被终身禁入证券市场本周,国内新能源汽车市场中有哪些大事件发生?贾跃亭被罚2.4亿,终身禁入证券市场4月12日,乐视网发
E周看点丨26.5万电动野马硬刚Model Y;贾跃亭被终身禁入证券市场2021-04-210
返回顶部