中國粉體網(wǎng)訊 日本東北大學(xué)與美國加州大學(xué)洛杉磯分校(UCLA)開發(fā)了一項(xiàng)動(dòng)作電壓為4V，高于既有鋰離子電池，且不含稀有金屬的有機(jī)鋰離子電池。研究團(tuán)隊(duì)采用了低分子量有機(jī)化合物–克酮酸(Croconic Acid)做為正極材料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了高電壓動(dòng)作。除了鋰離子電池以外，此項(xiàng)技術(shù)亦可應(yīng)用于全固態(tài)電池或鎂電池，可望促進(jìn)不使用稀有金屬的低價(jià)格、輕量且高能量密度之蓄電池的開發(fā)。
碳以五角形結(jié)合的克酮酸具有5個(gè)能進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的碳-氧鍵(Carbon–oxygen Bond)。此外，若每個(gè)分子最多可以儲(chǔ)存4個(gè)電子且利用于氧化還原反應(yīng)的話，理論容量可望達(dá)到鈷類正極材料的4倍以上，但目前五個(gè)碳-氧鍵中僅有2個(gè)可利用，動(dòng)作電壓也在2V以下。
然而研究團(tuán)隊(duì)通過第一原理計(jì)算方法，發(fā)現(xiàn)與過去使用的鍵不同的另外兩個(gè)碳-氧鍵顯示出超過4V的氧化還原電位�；陔娊庖旱鹊脑O(shè)計(jì)調(diào)整，研究團(tuán)隊(duì)成功地利用了這2個(gè)碳-氧鍵的反應(yīng)。實(shí)際以克酮酸做為正極制作了鋰離子電池，并確認(rèn)了以4V的反復(fù)放電。但另一方面，高理論容量未能獲得利用，今后研究團(tuán)隊(duì)將通過分子設(shè)計(jì)等研究評(píng)估，以期同時(shí)實(shí)現(xiàn)高容量與高電壓的目標(biāo)。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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