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德克薩斯大學研究出室溫液態(tài)金屬電池，兼?zhèn)涔虘B(tài)和液態(tài)電池優(yōu)點

德克薩斯大學的研究人員發(fā)明了一種他們稱之為“室溫全液態(tài)金屬電池”的東西，把液態(tài)和固態(tài)電池兩種電池的優(yōu)點都囊括其中。

固態(tài)電池具有強大的儲能能力，但它們通常會遇到許多問題，導致電池的性能隨著時間的推移而降低，效率也會降低。液態(tài)電池則可以更有效地提供能量，而且不會像固態(tài)電池那樣長期老化，但它們要么無法滿足高能量需求，要么需要大量資源來持續(xù)加熱電極并使其保持熔融狀態(tài)。

研究人員稱，在他們研發(fā)的電池中，金屬電極可以在20℃（68華氏度）的溫度下保持液化，這是液態(tài)金屬電池有史以來最低的工作溫度。這是一個重大的變化，因為目前的液態(tài)金屬電池必須保持在240℃以上的溫度。該論文的第一作者丁宇（音譯）說：“這種電池可以同時提供固態(tài)和液態(tài)的所有優(yōu)點——能量增高、穩(wěn)定性和靈活性增加，而沒有各自的缺點，同時還能節(jié)約能源�！痹撜撐陌l(fā)表在《先進材料》雜志上。

斯坦福大學研發(fā)出新型鋰基電解質(zhì)，鋰金屬電池性能大幅提高

日前，斯坦福大學的科學家開發(fā)出一種新型鋰基電解質(zhì)，或為未來電池驅(qū)動的電動汽車鋪平道路。在論文中，研究人員展示了他們的新型電解質(zhì)設(shè)計是如何提高鋰金屬電池性能的，該論文發(fā)表在《自然能源》上。

研究人員余志傲（音譯）說：“電解液問題一直是鋰金屬電池的致命弱點，在我們的研究中，我們使用有機化學來合理設(shè)計和創(chuàng)造新的、穩(wěn)定的電池電解質(zhì)。”在這項研究中，余志傲和他的團隊探討了他們是否可以用一種普通的、商業(yè)上可獲得的液體電解質(zhì)來解決穩(wěn)定性問題。“我們假設(shè)在電解質(zhì)分子中加入氟原子會使液體更穩(wěn)定。氟是鋰電池的電解質(zhì)中廣泛使用的元素。我們利用它吸引電子的能力創(chuàng)造了一種新分子，使鋰金屬陽極在電解質(zhì)中發(fā)揮良好的功能，”余志傲繼續(xù)說道。實驗結(jié)果生成了一種新的合成化合物，簡稱FDMB，這種化合物易于批量生產(chǎn)。

美國開發(fā)新的化學技術(shù) 制造出更好的鋰硫電池

由美國馬里蘭大學領(lǐng)導的科學家們設(shè)計了一種新型鋰硫電池陰極，他們說這將把這一有前景的電池技術(shù)提升到更高的性能水平。馬里蘭的科學家們發(fā)現(xiàn)了一種提高硫陰極能源性能和穩(wěn)定性的方法，即使用各種形式的碳來防止硫與電解質(zhì)中的化學物質(zhì)結(jié)合。

該研究的主要作者超羅（Chao Luo）解釋說：“我們利用硫與氧/碳之間的化學鍵來穩(wěn)定硫。這包括高溫處理，以蒸發(fā)'原始'硫并在真空玻璃管中碳化富氧有機化合物，以形成致密的氧穩(wěn)定的硫/碳復合物，并具有高硫含量。”

科學家發(fā)現(xiàn)擁有“自發(fā)中空”特性的納米材料 可提升高能鋰電池的性能

鋰離子電池通過在兩個電極（負電的陰極和正電的陽極）之間來回傳輸離子來產(chǎn)生電力。但在目前的狀態(tài)下，它們已經(jīng)到了極限。增加鋰離子流動的努力因陽極材料的老化而受阻，陽極材料在充電和放電過程中會膨脹和收縮，導致更大的壓力，從而降低電池的壽命。

科學家們在“yolk-shel ”顆粒中看到了一個解決方案，由于中空的空隙可以適應電池充放電時的體積變化，同時提供穩(wěn)定的外表面，從而提高循環(huán)能力。長期以來，將金屬合金陽極材料換成這些顆粒一直被視為一種有前景的途徑，但事實證明，以具有成本效益的方式制造它們是有問題的。

“有意地對中空納米材料進行工程化已經(jīng)有一段時間了，這是一種很有前途的方法，可以提高高能量密度電池的壽命和穩(wěn)定性，”來自佐治亞理工學院的研究作者Matthew McDowell說�！皢栴}一直是，以商業(yè)應用所需的大尺度直接合成這些中空納米結(jié)構(gòu)是具有挑戰(zhàn)性的，而且成本很高。我們的發(fā)現(xiàn)可以提供一種更簡單、精簡的過程，以類似于有意設(shè)計的中空結(jié)構(gòu)的方式改善性能�！� 該團隊發(fā)現(xiàn)銻晶體在充放電循環(huán)過程中會自發(fā)地、可逆地中空，這一備受期待的特性可以在不影響安全的前提下促進更大的能量密度。

無鈷電池真的要來了 錳唱主角儲能翻倍且物美價廉

美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室（Argonne　National　Laboratory）近日發(fā)布消息稱，正在研發(fā)一種以錳為核心材料的電池技術(shù)，用以取代電池陰極中的鈷。該技術(shù)不僅可以用于電動汽車，還可以應用于風力和太陽能等可變能源。阿貢國家實驗室的研究人員已經(jīng)研發(fā)出一種含錳陰極材料，與傳統(tǒng)的陰極材料相比，儲能能力可提高100%。該技術(shù)已經(jīng)被授權(quán)給通用汽車在內(nèi)的全球制造商，通用在其雪佛蘭Volt和Bolt車型中就采用了此種陰極材料�，F(xiàn)在，阿貢國家實驗室正在致力于改進現(xiàn)有技術(shù)，提高陰極材料中的錳含量。

我國科學家研發(fā)成功石墨烯柔性鋰電池 商用指日可待

北京石墨烯研究院院長、中科院院士劉忠范教授聯(lián)合北京石墨烯研究院副院長魏迪教授研究團隊采用柔性石墨烯膜作為集流體，氧化石墨烯改性材料作為凝膠電解質(zhì)多孔支架，制備了高能量密度的全柔性鋰離子電池。測試結(jié)果表明，該研究制備的全柔性鋰離子電池具有優(yōu)異的能量密度、功率密度、耐高溫性、阻燃性和耐彎折性，在經(jīng)過100000次彎折之后，比容量基本沒有損失。這項研究使柔性鋰離子電池的商業(yè)化應用變得指日可待，可以為未來可穿戴電子產(chǎn)品和其他極端條件下的應用提供能源。

上海硅酸鹽所提出鋰硫電池“三明治”結(jié)構(gòu)催化-導電界面構(gòu)筑

近期，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員李馳麟與中科院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員楊明輝合作，設(shè)計出催化劑-碳-催化劑“三明治”結(jié)構(gòu)的、具有緊湊型二維催化-導電界面的硫宿主材料，實現(xiàn)高穩(wěn)定性的鋰硫電池，相關(guān)成果發(fā)表在國際學術(shù)期刊Angewandte Chemie（2020，doi.org/10.1002/anie.202004048）上。這種三層結(jié)構(gòu)沿厚度方向存在于單個納米片顆粒中，促使了雙面外層氮化物極性表面對S/Li2Sx的強保形吸附和高效轉(zhuǎn)化，以及中間碳夾層的高通量電子轉(zhuǎn)移。這些二維形貌的“三明治”結(jié)構(gòu)單元可進一步自組裝成有序的三維織構(gòu)，進一步加強了導電網(wǎng)絡(luò)和催化網(wǎng)絡(luò)的互連。

參考來源：

OFweek鋰電網(wǎng)、微鋰電、cnBeta、證券時報網(wǎng)、上海硅酸鹽所

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/墨玉）

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