锂离子电池有一个新的竞争对手—金属钾
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2020-03-06
据Mining.com报道,伦斯勒理工学院(Rensselaer Polytechnic Institute)的研究人员发表了一项研究,他们在研究中证明,有可能克服一种被称为“树突”的持续挑战,创造出性能几乎与锂离子电池相当的金属电池。
他们的建议依赖于钾——一种更丰富、更便宜的元素来解决这个问题。
科学家们在发表于《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Science)上的论文中表示,尽管金属电池显示出了巨大的前景,但它们也一直受到阳极上金属沉积物(或称树突)积累的困扰。
当电池经历反复的充放电循环时,由于金属钾的不均匀沉积而形成树突。随着时间的推移,大量的钾金属会变得很长,几乎像树枝一样,可以穿透绝缘隔膜,防止电极相互接触,从而导致电池短路。
但伦斯勒大学教授Nikhil Koratkar领导的研究小组提出,通过采用金属钾阳极和氧化钴钾阴极,并以相对较高的充放电速率操作电池,用户可以通过良好的控制来提高电池内部的温度,并鼓励树枝状晶自修复阳极。
虽然电池内部的温度升高不会融化金属钾,但它确实有助于激活表面扩散,使钾原子横向离开它们所形成的“堆”,有效地抚平了树突。
Koratkar说:“通过这种方法,我们的想法是,在晚上或者当你不使用电池的时候,你将会有一个电池管理系统,利用局部的热量,使树突自我愈合。就性能而言,它可以与传统的锂离子电池相媲美。”
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