金属氧化物有望成为下一代锂离子电池的关键材料


来源:电子说

[导读]近期关于金属氧化物储能方式的研究取得重大进展,这些金属氧化物独特的储能能力是目前市面上常见的锂离子电池材料的三倍,有望成为下一代锂离子电池的关键材料。

www.188betkr.com 讯据外媒报道,德克萨斯大学奥斯丁分校(University of Texas at Austin)科学家领导的国际研究小组发现,一些金属氧化物可以储存能量,而且远远超出理论极限,有望成为下一代锂离子电池的关键材料。


该团队发现,这些金属氧化物拥有独特的储能方式,其储能能力是目前市面上常见的锂离子电池材料的三倍,有助于打造容量更大、体积更小、充电速度更快的电池。这些电池的性能更优异,可以应用于智能手机、电动汽车等领域。





研究项目负责人Guihua Yu表示:“近20年来,研究领域一直对这些材料超出理论极限的超高储能能力感到疑惑。本项研究的实验证据首次表明,这些材料通过空间电荷储存机制来储存额外的电荷。”为了证明这一现象,该团队找到了一种方法,监控和测量该元素如何随时间变化。参与该项目的包括得克萨斯大学、麻省理工学院、加拿大滑铁卢大学、山东大学、青岛大学和中国科学院的研究人员。


其核心发现是过渡金属氧化物。在这类化合物中,氧和过渡金属(如铁、镍和锌)相结合,将能量存储在金属氧化物中。这与传统方法不同,传统的电池通过让锂离子在这些材料中出入,或者转换晶体结构来储能。研究人员还发现,在一系列常规电化学过程中形成的铁纳米粒子表面,也可以存储额外的电荷容量。


研究显示,大量的过渡金属可以释放额外容量,而且可以收集高密度电子。但是,研究人员表示,要深入了解这些材料的潜力,还有很长的路要走。


研究采用的关键技术是原位磁测技术。利用这种实时磁监测方法,可以研究材料内部电子结构如何演变,还能通过测量磁性的变化,量化电荷容量。这种技术可用于研究小尺度电荷存储,其表征能力超出许多传统表征工具。Yu表示:“本项研究使用的是物理学家常用但在电池界很少使用的技术,并且获得了重要的研究成果。这是物理学和电化学的完美结合。”


(www.188betkr.com 编辑整理/Betty)

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