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新儲能技術(shù)有效延長了鋰離子電池的使用壽命

鋰離子電池在電子產(chǎn)品中無處不在。它是便攜式電子設(shè)備中使用最廣泛的可充電電池之一，具有能量密度高，無記憶效應(yīng)，使用時(shí)不會(huì)丟失太多的電池電量。除了消費(fèi)電子產(chǎn)品，鋰離子電池還廣泛應(yīng)用于軍事、電動(dòng)汽車和航空航天領(lǐng)域。

最近，亞利桑那州立大學(xué)(ASU)的研究人員開發(fā)了一種新型的儲能技術(shù)，可以極大地延長電池的壽命。

丹布特里是亞利桑那州立大學(xué)化學(xué)系和生物化學(xué)系的教授，他正在和本科生蒂蘭沃特金斯一起測試電池樣品

這個(gè)團(tuán)隊(duì)由丹布特里領(lǐng)導(dǎo)，他是亞利桑那州立大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)系的教授。奧爾森在布特里的團(tuán)隊(duì)中擔(dān)任本科生研討會(huì)成員，從事離子液體領(lǐng)域的工作。奧爾森在研討會(huì)上的工作以他在博爾德電子公司的實(shí)習(xí)結(jié)束，他和沃特金斯是博爾德和亞利桑那州立大學(xué)的合作伙伴。

這項(xiàng)發(fā)表在《自然通訊》(naturecommunications)雜志上的研究，涉及了來自亞利桑那州立大學(xué)(Arizonastateuniversity)、科羅拉多博爾德大學(xué)(universityofboulder)、圣地亞哥國家實(shí)驗(yàn)室(SanDiegonationallaboratory)、博爾德電子公司(bouldereonic)和韓國首爾大學(xué)(Seouluniversity)的科學(xué)家。

延長電池壽命

離子液體在室溫下具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，如熱穩(wěn)定性高、勢窗寬、蒸氣壓低。因此，離子液體近年來引起了許多研究者的興趣。

我們使用了一種叫做石英微天平的設(shè)備，當(dāng)電池在電池外面的薄膜上充電和放電時(shí)，它可以測量電池的質(zhì)量。Buttry說。鋰離子電池成功的關(guān)鍵之一是宣布你可以保持電池電極的薄膜，這將大大延長電池的壽命。這項(xiàng)研究改進(jìn)了這種薄膜的制備，使鋰離子電池具有比今天的鋰離子電池更優(yōu)異的性能。

但特里接著補(bǔ)充說:我們希望這種新的電池配方將成功上市。

這一角色只是Buttry實(shí)驗(yàn)室所取得成就的一部分。布特里的實(shí)驗(yàn)室以前是由poweradvancedresearchprogram資助的，現(xiàn)在是由陸軍研究辦公室資助的。

測量上述質(zhì)量變化是不容易的，因?yàn)橛檬⑽⑻炱椒Q量復(fù)合膜是不容易的。沃特金斯說。除此之外，更重要的是有關(guān)石英微天平如何測量活性材料外觀膜的質(zhì)量的研究很少，這意味著我們有必要采用一種針對這種情況的沉積方法。幸運(yùn)的是，我們已經(jīng)能夠制造出這種非常有用的薄膜，有一天你可能會(huì)在市場上看到這種薄膜。

這種效應(yīng)為硅基材料與離子溶液接觸界面穩(wěn)定性的研究供應(yīng)了新的科學(xué)依據(jù)。

在室溫下放置一個(gè)高性能硅電極在一個(gè)解決方法包含一個(gè)新的difluorosulfimide離子的電解質(zhì),研究人員已經(jīng)出現(xiàn)了一種鋰離子電池能量密度高和很長的生活可以持續(xù)超過500充電/放電循環(huán)的持續(xù)能力75%,近乎完美的電流效率。

Buttry說:這項(xiàng)研究表明，在能源存儲技術(shù)方面還有很大的研究空間，在不久的將來，新的技術(shù)創(chuàng)新將會(huì)出現(xiàn)。重要的是要清楚地考慮你要把能源儲存在哪里，例如，電網(wǎng)存儲仍然是電動(dòng)汽車的電池存儲。

根據(jù)沃特金斯的說法，現(xiàn)代社會(huì)要更高能量密度的電池有很多原因。

沃特金斯說:硅電極曾被認(rèn)為是最有可能替代碳電極的材料，因?yàn)楣桦姌O的能量密度比陰極高近10倍。這一令人興奮的合作讓我們離開發(fā)帶有硅電極的高能量密度電池又近了一步。