鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:705次 | 2021年12月02日
媲美鋰電:悉尼大學(xué)研制出新型可充電鋅空電池
鋅空電池以原材料常見和能量密度高而有著誘人的前景,但它的最大缺點(diǎn)是難以給電芯充電。好消息是,悉尼大學(xué)的一支研究團(tuán)隊(duì),已經(jīng)創(chuàng)造出了由豐富元素組成的催化劑,讓鋅空電池變得可再充電,并與移動(dòng)設(shè)備上所使用的鋰離子電池展開競(jìng)爭(zhēng)。鋅空電池的能量,來自鋅與電芯周邊的空氣所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),本質(zhì)上就是吸入氧氣與碳陰極用途出現(xiàn)氫氧化物,反過來由于鋅陽極相互用途出現(xiàn)電流。
一名研究人員手持一枚鋅空可充電電池原型
由于采用空氣作為反應(yīng)劑,使得電池能夠裝下更多的鋅,從而提升能量密度、讓電池更輕更安全。問題在于,鋅陽極被氧化之后,就沒有多大用處了。
雖然可以通過“機(jī)械替換”的方式完全更換電池里的鋅,或者用地球上罕見的稀土礦物作為點(diǎn)催化劑來減少放電時(shí)的氧氣(并在充電時(shí)出現(xiàn))。
論文一作YuanChen表示:“在此之前,可充電鋅空電池都采用了昂貴的金屬催化劑,比如鉑和銥氧化物。作為比較,我們的方法出現(xiàn)了一些全新的高性能、低成本催化劑家族”。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
為了制作這種電催化劑,研究人員制作了不含常見的鐵、鈷、鎳等元素的金屬氧化物。通過仔細(xì)控制這些金屬氧化物的組成、大小和晶度,其生產(chǎn)方法可以簡(jiǎn)化和提升制造可充電鋅空電池的效率。
在測(cè)試中,研究人員用120小時(shí)對(duì)這種新型鋅空電池進(jìn)行了60次充放電循環(huán),發(fā)現(xiàn)電芯僅損失了不到10%的效力。盡管還比不上鋰空電池,但其成本應(yīng)該更低、生產(chǎn)也更容易。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情,已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《先進(jìn)材料》(AdvancedMaterials)期刊上。