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400-1669-866奧地利研發(fā)出氧離子電池 比鋰電池有更多優(yōu)勢
發(fā)布者：安泰機(jī)械 發(fā)布日期：2023/5/13 22:19:486
信息摘要：
丟棄的重金屬電池對(duì)環(huán)境造成的污染令人頭痛。為解決環(huán)保問題，奧地利一所大學(xué)研發(fā)了一種以陶瓷材料為基礎(chǔ)的可充電氧離子電池，生產(chǎn)過程不需要任何稀有元素，且電池還擁有耐高溫、可降解、重復(fù)利用和極長壽命的優(yōu)點(diǎn)。
奧地利最古老大學(xué)之一的維也納科技大學(xué)（Vienna University of Technology）和西班牙一同研發(fā)的這種可充電氧離子電池，有望成為大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的絕佳解決方案，讓那些可再生能源的電能方便儲(chǔ)能。該項(xiàng)研究成果3月17日發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）網(wǎng)站上。
丟棄的重金屬電池對(duì)環(huán)境造成的污染令人頭痛。為解決環(huán)保問題，奧地利一所大學(xué)研發(fā)了一種以陶瓷材料為基礎(chǔ)的可充電氧離子電池，生產(chǎn)過程不需要任何稀有元素，且電池還擁有耐高溫、可降解、重復(fù)利用和極長壽命的優(yōu)點(diǎn)。
奧地利最古老大學(xué)之一的維也納科技大學(xué)（Vienna University of Technology）和西班牙一同研發(fā)的這種可充電氧離子電池，有望成為大型儲(chǔ)能系統(tǒng)的絕佳解決方案，讓那些可再生能源的電能方便儲(chǔ)能。該項(xiàng)研究成果3月17日發(fā)表在《先進(jìn)能源材料》（Advanced Energy Materials）網(wǎng)站上。
論文的作者亞歷山大·施密特（Alexander Schmid）博士告訴維也納科技大學(xué)新聞室：“如果你需要一個(gè)大型的儲(chǔ)能單元儲(chǔ)存太陽能或風(fēng)能產(chǎn)生的電，那么氧離子電池可能是一個(gè)很好的解決方案。因?yàn)檫@種較低能量密度的電池不會(huì)受到工作溫度影響，使用壽命較長，更不會(huì)像鋰電池存在火災(zāi)隱患。”
據(jù)介紹，這種氧離子電池僅由固體且阻燃的氧化物組成，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，其安全性比鋰電池要大得多。
研究人員將LSF（含鑭、鍶和鐵元素）作為氧離子電池陰極，而LSCrMn（含鑭、鍶、鉻和錳元素）為陽極，進(jìn)行充放電循環(huán)和阻抗測量。
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主要由陶瓷材料和按特定比例混合鍶（Sr）、鑭（La）、鐵（Fe）、鉻（Cr）和錳（Mn）金屬做成的特殊電極進(jìn)行充放電時(shí)，它可以吸收和釋放帶雙負(fù)電荷的氧離子。當(dāng)對(duì)其施加電壓時(shí)，氧離子從一種陶瓷材料遷移到另一種陶瓷材料，而放電時(shí)可以使它們?cè)俅芜w移回原本的位置，從而產(chǎn)生電流。
目前該電池原型使用的鑭金屬，屬于不完全稀有，但也不完全常見。因此科學(xué)家正在嘗試使用更便宜的東西取代鑭金屬，而該電池并未使用到現(xiàn)在充放電電池常用的鈷（Co）或鎳（Ni）金屬。
在進(jìn)行環(huán)境溫度測試時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種電池可在350°C至400°C溫度下正常運(yùn)行，電池電壓為0.6V，且儲(chǔ)存電能容量高達(dá)120mAh/cm3，放電效率接近100%，同時(shí)擁有良好的循環(huán)性能。
許多電池技術(shù)最大的優(yōu)勢在于它的潛在壽命，因?yàn)椴糠值碾姵亟?jīng)過多次充電循環(huán)后，里面的電荷載體在某些情況下無法化學(xué)交換，將導(dǎo)致它們的電池容量下降和損壞。例如，鋰電池經(jīng)過多次循環(huán)充電后，讓鋰元素永久性損失，導(dǎo)致其電池容量出現(xiàn)不可逆的下降。
而這種新型電池在電極氧化過程中所消耗的氧，可以通過開放的輔助電極補(bǔ)充丟失的氧氣，這些丟失的氧氣可以依靠大氣中的氧氣進(jìn)行補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)電極再生，這使得電池容量不易出現(xiàn)損耗。
盡管這種新型電池不適用于智能手機(jī)或電動(dòng)汽車，因?yàn)樗荒苓_(dá)到鋰電池能量密度的三分之一，但它可以在200°C至400°C的高溫下進(jìn)行運(yùn)行，遠(yuǎn)比鋰電池更加耐熱。
維也納科技大學(xué)化學(xué)技術(shù)與分析研究所的于爾根·弗萊格（Jürgen Fleig）教授對(duì)該校新聞社表示，“這種電池的充放電原理實(shí)際上與鋰電池非常相似，但我們有材料上的優(yōu)勢。陶瓷做的電池遠(yuǎn)比鋰做的電池耐高溫，且不易燃燒起火。”
另外，托比亞斯胡貝爾（Tobias Huber）博士也表示，“陶瓷材料是一個(gè)很大優(yōu)勢，它有很好的適應(yīng)性，同時(shí)可以相對(duì)容易的取得其他元素，替換那些難以獲得的稀有或貴金屬元素。”真空吸盤,真空吊具,真空吸吊機(jī)廠家_南通安泰機(jī)械有限公司
研究人員相信，這種新型可充電電池可應(yīng)用到更多領(lǐng)域。
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