高柔性——
钠离子微型电池
近期,《先进材料》杂志介绍了中科院大连化学物理研究所科研团队最新研发的钠离子微型电池。这种电池具备高容量和高倍率柔性化等显著特征。
目前的钠离子微型电池微电极厚度有限,难以满足对更高面积容量的需求。针对这一缺陷,该科研团队制备了具有适当黏度和流变特性的3D打印电极油墨,通过3D打印的厚电极具有三维多孔导电框架结构,有效提高了钠离子微型电池的电化学性能。
实验显示,该微型电池在高电流密度40mA/cm2时仍具有3.6mAh/cm2的高面容量,以及6000圈的长循环稳定性,同时还表现出优异的机械柔性。
研究人员介绍,该型电池表现出的优异性能在可穿戴和便携式微电子领域具有较大应用潜力。
寿命更长——
新型长寿命碘锌电池
近期,据《纳米能源研究》杂志介绍,山东大学某科研团队研发出一款长寿命碘锌电池。该电池通过简单的自发置换反应,可以在电池的锌负极表面原位构建锡保护层,从而提高电池稳定性和安全性。
实验显示,当锡保护层与碘正极匹配组装锌碘全电池时,可以较好抑制锌枝晶的形成。
锌锡涂层能帮助电池工作时实现均匀的锌沉积。同时,锡的化学惰性有效避免了副反应的发生,缓解了锌负极的腐蚀及析氢。
经测试,性能最突出的样品电池能稳定循环超过900小时。此外,由锌锡负极与碘正极组装的一款电池,在经过1200次循环后仍具有90.7%的容量保持率。
科研人员表示,锌基水系电池因为锌储量丰富、理论比容量高、安全稳定的特点,被视为下一代储能设备的主要竞争者。
快速充电——
新型固态锂金属电池
近日,《自然》杂志刊文称,美国哈佛大学研究人员受英式经典三明治的启发,设计发明了一种新型固态锂金属电池。该电池可在3分钟内完全充电,使用寿命达到20年。
传统锂金属电池内部容易形成一种微小刚性的树状结构,造成电池短路着火。为此,研究人员采用类似三明治的多层结构有效解决了安全问题。新固态锂金属电池使用的是纯金属形式的锂、固体电极和固体电解质。与传统锂离子电池相比,相同体积下的锂金属电池能存储更多的能量,充电时间更短,并且在生命周期内充电循环可超过一万次,远远优于同类电池。此外,该电池内部的化学成分可以回填枝晶产生的孔,即实现自我修复。
未来,清洁能源储存技术的发展对于应对气候变化至关重要。据估计,这种“新电池模式”有望在全球汽车电气化的发展过程中将全球温室气体排放量减少16%。