西工大專(zhuān)家研制出新型電池,續航時(shí)間比傳統鋰電池提升7倍
近期由西北工業(yè)大學(xué)納米能源材料研究中心謝科予教授團隊所研究的鋰-二氧化碳電池,比同等體量的傳統鋰電池提升了7倍,而且所用材料更加環(huán)保。該研究在各類(lèi)電子產(chǎn)品、交通工具甚至航空、航天領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。
在謝科予教授的實(shí)驗室,一塊圓形的紐扣電池引起了記者的注意,別看它個(gè)頭小, 這就是謝教授團隊一直研究的“鋰-二氧化碳電池”。仔細觀(guān)察發(fā)現電池的一側并非封閉結構,而是由許多孔洞構成。據謝教授介紹,與目前已經(jīng)大量商業(yè)化應用的鋰電池相比,鋰-二氧化碳電池****的優(yōu)勢就是具有更高的能量密度。實(shí)驗數據顯示,其容量比是鋰電池的7倍,假設我們現在使用的手機電池可以續航3天,未來(lái)使用同等重量同等體積的鋰-二氧化碳電池或許可以使用21天甚至更久。
它的另一個(gè)優(yōu)勢就是利用二氧化碳氣體提供電能,可謂是變“廢”為寶。同時(shí)在整個(gè)能量轉換過(guò)程中,比傳統的鋰電池更加綠色環(huán)保。
鋰-二氧化碳電池
鋰-二氧化碳電池具有巨大的發(fā)展潛力及應用價(jià)值,作為金屬氣體電池家族之一,其工作原理與傳統電池相比都是全新的。謝科予教授團隊從催化反應機理和電極的宏觀(guān)設計入手解決這一難題。
由于之前沒(méi)有做過(guò)此類(lèi)研究,一切都是從零開(kāi)始,從基礎的實(shí)驗體、實(shí)驗條件方案到測試的設備裝置都需要團隊自己搭建!拔覀兠髁艘徽瓴虐压に嚫闱宄!表椖拷M成員王輝說(shuō)。
團隊攻克了在實(shí)驗中遇到的諸多問(wèn)題,設計了一種具有強界面電子相互作用的硫化鋅量子點(diǎn)——氮摻雜石墨烯雙向催化劑,首次將界面相互作用引入鋰-二氧化碳電池,并深入揭示其作用機制。鋰-二氧化碳電池的電化學(xué)性能得到了大幅度提升。
根據實(shí)驗數據,目前謝科予教授團隊所研究的鋰-二氧化碳電池已經(jīng)具備了在某些特定環(huán)境中應用的能力!昂罄m我們可能會(huì )圍繞鋰金屬負極方面做一些保護,更好地提高電池的循環(huán)效率!眻F隊成員周麗嬌稱(chēng)。除此以外,團隊未來(lái)還將試圖用固體聚合物替代現有的電解液,為鋰-二氧化碳電池提供更多應用場(chǎng)景。