使电池材料的差异

可充电的锂离子电池已帮助推动全球革命在便携式电子设备,而且,的确,很多人正在阅读这个通讯手机、笔记本电脑或平板电脑,依赖于这种技术。这次成功使一个雄心勃勃的挑战的景象:运输的电气化,的一个关键因素应对气候变化的低碳未来。需要更强大的电池为越来越多的电动车(电动车)从来没有更大的。

政府研究电动汽车是解决各种重要的挑战,包括增加能量密度提高练习场,降低成本,加快充电,延长生命和发展中回收技术。需要新一代锂离子电池,以及超越锂的技术,如基于钠电池,固态电解质和锂硫。

这些电池技术的性能是至关重要的是依赖于基本组成材料的属性。事实上,创新材料科学的核心技术的进步已经在这个领域。

对未来有一件事是肯定的:它是不确定的!

电池组件,阴极代表的一个主要障碍改善电池的性能。这是一个令人兴奋的领域的化学变化的阴极材料可能会给未来最大的改善锂离子电池的性能。正在研究的两个主要途径。首先,当前基于锂镍钴锰氧化物阴极(NMC)正在修改高镍和钴含量减少。努力减少或消除使用钴是由于成本问题和严重的伦理问题与矿业相关的金属。第二,富锂材料(所谓O-redox阴极)基于分层过渡金属氧化物和一个叫做无序rocksalts无钴化合物的新家庭。在过渡金属离子电流阴极存储电荷。O-redox材料能储存额外的氧离子电荷,从而增加能量密度高达50%。但有挑战稳定和氧气损失之前克服商业用途。

电动汽车的增加,电池的生命结束的时候呢?有一个需要经济的回收技术可以回收可持续再利用不同的材料,回收和更好的监管框架。电池还需要可持续利用地球上充足的材料来降低电池生产的环境影响。

对未来有一件事是肯定的:它是不确定的!但无论我们采取何种方向,它已经变得越来越明显,重大突破依赖于新材料、新概念和基础科学。