德克薩斯大學(xué)研制新型低成本電池陽(yáng)極材料，將電池容量提升兩倍

這種新技術(shù)適用于大規模量產(chǎn)鋰電池，且會(huì )降低當前鋰電池的成本。

鋰離子電池是各種設備供電的首選，現在的智能手機、電腦等設備使用的都是鋰電池。伴隨著(zhù)設備制造廠(chǎng)對電池容量的極高需求，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員研制出了一種新型的鋰電池陽(yáng)極材料，這種材料可以幫助縮小鋰電池的體積，還可以將電池容量的大小提升兩倍，且降低電池的成本。

影響電池容量的因素有很多，包括放電率、溫度、終止電壓、極板等因素，其中極板對電池容量的影響最大，因為極板的幾何尺寸、厚度、高度和面積都會(huì )對其造成影響。而且，目前大規模生產(chǎn)的鋰離子電池都是采用石墨或銅作為其陽(yáng)極，且鋰電池電流收集部分和陽(yáng)極是同一部分，所以陽(yáng)極材料的選擇對電池容量大小的選擇尤為重要。

此外，制造陽(yáng)極也是一個(gè)費力的多步驟過(guò)程，其中石墨要研制成粉末，然后涂覆到銅箔上。對此，德克薩斯大學(xué)材料科學(xué)家Karl Kreder評論道：“無(wú)論是制造工藝，還是電池本身的傳輸效率，這樣做都降低了效率。”

針對現有鋰電池的問(wèn)題，研究團隊研制出的這種稱(chēng)為交叉共晶合金（IdEA）的新型陽(yáng)極材料，只要兩個(gè)簡(jiǎn)單的步驟就可以大規模生產(chǎn)鋰離子電池，節省時(shí)間且節約材料。

據了解，外觀(guān)上，研究人員基于這種新型材料制造出的箔材料，是現今所有鋰離子電池中石墨或銅重量的一半、厚度的四分之一。對此，德克薩斯材料研究所教授A(yíng)rumugam Manthiram說(shuō)道：“能夠開(kāi)發(fā)出一種低成本電極納米材料制造工藝是令人興奮的一件事。”

近幾年，改進(jìn)鋰離子電池電極的主要集中在納米材料，而此次研究團隊選擇共晶合金，Kreder解釋道：“由于熱力學(xué)，共晶微結構自然形成。所以我們可以通過(guò)碾壓它來(lái)阻止結構的形成，這是非常便宜的一步，將微觀(guān)結構瞬間就轉變?yōu)榧{米結構來(lái)。”

應用中，在相同電池容量的要求下，該團隊的材料可以明顯減少鋰電池的大小，它推進(jìn)了手機、醫療設備、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域鋰電池性能的進(jìn)一步發(fā)展。

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