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今日熱門!由鋁、硫磺和鹽制成的新電池被證明是快速、安全和低成本的

時間:2022-08-25 15:42:42 來源: cnBeta.COM



(資料圖片僅供參考)

由于鋰離子電池的可靠性和高能量密度,在過去的幾十年里,鋰離子電池一直主導著這個領域。然而,鋰正變得越來越少,越來越昂貴,而且電池可能是危險的,如果損壞或使用不當,就會爆炸或爆裂成火焰。我們需要更便宜、更安全的替代品,特別是在世界向可再生能源和電動汽車過渡的時候。

因此,麻省理工學院的團隊開始用現成的、廉價的材料設計一種新型電池。經過搜索和一些試驗和錯誤,他們決定用鋁作為一個電極,用硫作為另一個電極,再加上熔化的氯鋁酸鹽電解質。所有這些成分不僅便宜而且常見,而且它們不易燃,所以沒有火災或爆炸的危險。

在測試中,該團隊證明了新的電池單元可以承受數百次的充電循環,并且充電非常快--在一些實驗中,不到一分鐘。這種電池的價格只是類似大小的鋰離子電池的六分之一。

它們不僅可以在高達200°C的高溫下工作,而且實際上在更熱的時候工作得更好--在110°C時,電池的充電速度比25°C時快25倍。重要的是,研究人員說,電池不需要任何外部能量來達到這種高溫--它通常的充電和放電循環足以使它保持這種溫度。

盡管選擇電解質中的鹽的類型是因為它的熔點低,但它巧合地有另一個好處--它自然地防止枝晶的形成。這些金屬卷須,在兩個電極之間逐漸增長,直到造成短路,是電池的一個主要障礙,特別是鋰離子電池。

該團隊表示,這種電池設計最適合于幾十千瓦時的規模,比如用可再生資源為個人家庭供電。由于其快速充電,它們也可以作為電動汽車的充電站而發揮作用。其他類型的電池,如最近使用熔鹽電解質和鋁、鎳電極的設計,在電網規模下可以更好地工作。

鋁硫電池的專利已被授權給一家名為Avanti的衍生公司,該公司由描述該設計的研究報告的作者之一共同創立。研究人員計劃大規模建造它,并通過壓力測試來運行它。

這項研究發表在《自然》雜志上。


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