超越锂离子迈向更好性能电池的重要一步

随着科学家们努力开发出能够超越现有锂离子电池极限的新一代电池，世界各地都在争夺这场竞争。

伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员迈出了重要的一步，开发出一种能够胜过雪佛兰Volt等电动汽车锂离子技术的电池。

他们已经证明，他们可以用类似电池的化学反应替代锂离子，每个锂离子带有一个带正电荷的锂离子，这些锂离子具有正电荷化学反应，使用的电极结构类似于今天的许多电极。设备。

“因为镁是带有两个正电荷的离子，每次我们在电池材料的结构中引入镁离子时，我们可以移动两倍的电子，”UIC化学助理教授兼研究首席研究员Jordi Cabana说。 。

“我们希望这项工作将为新型高压，高能电池开辟一条可靠的设计之路，”Cabana说。

该研究是阿贡国家实验室领导的能源储存研究联合中心的一部分，旨在实现电池性能的革命性进步。该研究在“ 先进材料 ”杂志上进行了在线印刷。

每个电池由正极和负极以及电解质组成。电极交换电子和离子，通常是正电荷。只有离子流过电解质，电解质是电绝缘体，以迫使电子流过外部电路以为车辆或装置提供动力。

为电池充电，交换是相反的。但化学反应不是很有效，这限制了电池充电次数。

“你可以来回做的次数越多，你能够为电池充电的次数就越多，并且在两次充电之间仍可以使用它，”Cabana说。“在我们的情况下，我们希望最大化每个离子移动的电子数量，因为离子在进入或离开时会扭曲电极材料的结构。结构变形越多，离子移动的能量成本就越高。 ，给电池充电的难度就越大。“

“就像停车场一样，这些车只有很多空间，”卡巴纳说。“但你可以在每个空间放一辆车，里面有更多人，而不会扭曲结构。”

Cabana表示，已确定镁可以可逆地插入电极材料的结构中，这使我们更接近原型。

“这不是电池，它是一块电池，但你会在最终设备中找到相同的反应，”Cabana说。

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