鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:591次 | 2021年11月09日
大功率高溫熔鹽鐵氧電池研制成功
近日,寧波諾丁漢大學(xué)與我國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所合作研制出了一種可充電的高溫熔鹽鐵氧電池,論文成果發(fā)表在期刊《ChemSusChem》上。
據(jù)了解,目前,可充電電池研發(fā)面對(duì)的重要挑戰(zhàn)是性能較差,容易在多次使用后過(guò)快地?fù)p失能量和功率。而該款電池有效解決了這些問(wèn)題,顯著提高了電池功率,續(xù)航時(shí)間也長(zhǎng)于傳統(tǒng)電池。
具體來(lái)說(shuō),由于在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中觀察到的反應(yīng)緩慢,現(xiàn)今傳統(tǒng)電池的研究結(jié)果遠(yuǎn)低于理論預(yù)期,需進(jìn)一步提高。“固體燃料動(dòng)力鋰電池使用錫或鉍作為負(fù)極材料,使得金屬和固體電解質(zhì)之間形成了金屬氧化物,出現(xiàn)了阻礙離子傳導(dǎo)性的問(wèn)題。也就是說(shuō),目前可充電的金屬空氣電池電極反應(yīng)動(dòng)力遲緩,導(dǎo)致能量和功率密度低。因此,激活負(fù)極和正極的反應(yīng)至關(guān)重要。”寧波諾丁漢大學(xué)教授陳政說(shuō)。
該團(tuán)隊(duì)在研究試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),使用低成本的金屬鐵等為原料,經(jīng)過(guò)高溫激活后,電池含有的熔融碳酸鹽和固體氧化物的雙相電解質(zhì)可在高溫電流下充電,且在充電狀態(tài)下保持所需的穩(wěn)定性和安全性。這是利用了“熔鹽具有溶解金屬氧化物的能力,金屬在熔鹽中可以實(shí)現(xiàn)快速多電荷轉(zhuǎn)移”的理論。新款電池的能量、比功率、密度和功率密度分別為129.1Wh/kg、2.8kW/kg、388.1Wh/L和21.0kW/L,在有效控制了成本的情況下,性能也得到大幅提升。
我國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所熔鹽化學(xué)與工程技術(shù)部副研究員彭程表示,高溫熔鹽鐵氧電池結(jié)合了固體氧化物燃料動(dòng)力鋰電池和熔融金屬空氣電池的優(yōu)點(diǎn),在不影響能量容量的情況下,提高了電池反應(yīng)動(dòng)力和功率容量。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
該研發(fā)團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,這款新電池在可再生能源存儲(chǔ)領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用潛力。“例如,熔鹽是高溫下太陽(yáng)能加熱的理想儲(chǔ)存液。因此,熔鹽鐵氧電池能夠儲(chǔ)存太陽(yáng)能和電能,將來(lái)可在很大程度上滿足家庭和工業(yè)的能源需求。”陳政說(shuō)。
下一篇:這種電池 短路后能“起死回生”