未来锂离子电池将在电动汽车和其他APP领域占据主导地位,但目前采用的电池材料在安全性和性能方面存在不足,阻碍了新一代高性能电池的开发。 特别是电解质的开发对适于储存和车辆应用的更高功率的电池构成了重要的挑战。
莫纳斯大学( monash university )化学学院的doug macfarlane教授和mega kar博士率领的科学家团队与calix ltd合作,提出了应对这一挑战的替代处理方案。
(照片来源:蒙纳大学)
macfarlane教授说:“目前锂离子电池中使用的锂盐是六氟磷酸锂( hexafluorophosphate ),但该材料存在火灾和安全隐患,也有毒性。 小型便携式设备将部分降低采用这种材料的风险。 但是,在电动汽车和室外电网规模的蓄电系统等大型电池组中,潜在的危险大幅提高。 另外,高电压和动力电池也在策划中,但不能采用六氟磷酸盐。 ”
在期刊《高级能源材料》上刊登的最新论文中,化学家克服了电解质设计的挑战,阐述了有可能取代六氟磷酸盐的新锂盐。
第一研究者蒙纳大学化学学院的binayak roy博士说:“我们的目标是开发安全的氟硼酸盐,即使暴露在空气体中也不会受到影响。 这个新氟硼酸盐的首要挑战是合成电池级纯度,但我们通过重结晶工艺实现了这个目标。 放入具有锂锰氧化物阴极的锂电池中,电池即使暴露在大气中也能循环1000次以上。 这和超敏感的六氟磷酸盐相比,非常罕见。 ”
据roy博介绍,如果与高压锂电池的新型阴极材料组合采用,该电解质的性能将远远优于以前流传下来的盐。 另外还发现,在更高的电压下,盐在铝集电体上非常稳定,这是下一代电池所需要的。
澳大利亚研究委员会( arc )未来储能技术培训中心( storenergy.au )也参加了这项研究。 storenergy是联邦政府资助的领域变革培训中心,目的是培训和培养澳大利亚能源领域的新一代员工,促进产学合作。 storenergy主任、deakin university、maria forsyth教授表示:“此次研究充分证明,通过政府研究资金支持的产学合作,澳大利亚能够在新一代安全电池技术方面取得领先地位。”
这项研究是与calix ltd .合作进行的。 calix ltd .是一家总部设在维多利亚州/新南威尔士州的企业,致力于从澳大利亚购买的矿物中生产优质的锰系电池材料。 此次研究将帮助calix实现大规模制造澳大利亚锂离子电池的目标,并在澳大利亚推出电网规模的蓄电系统。
calix研究开发部社长matt boot-handford博士说:“calix正在澳大利亚开发用于生产高性能、价格有竞争力的电池材料的平台技术。 我们通过storenergy与莫纳斯大学和迪肯大学的研究伙伴密切合作,支持开发与calix电极材料兼容的电解质系统。 蒙纳兹团队的新电解质系统与calix的锂锰氧化物电极材料相结合,显示出优异的电化学性能和稳定性,拥有calix新一代电极材料的电池正在商业化。 ”
kar博士说:“希望在不久的将来,将这些新的阴离子转换为热稳定、不可燃的液态盐,使电池能够在高温下运行。 在当前的气候条件下,设计这种具有安全性和稳定性的电池技术对澳大利亚实施可持续电网规模的能源处理方案至关重要。 ”
标题:“研究发现一种新型锂盐 可提高锂离子电池性能”
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