超低成本電池陰極材料研發(fā)成功
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】在當今社會，隨著科技的不斷進步和環(huán)境保護意識的日益增強，能源存儲和轉(zhuǎn)換技術成為了全球關注的焦點。在這一背景下，一項重大突破引起了廣泛關注：超低成本電池陰極材料的研發(fā)成功。這一創(chuàng)新技術不僅預示著能源存儲領域的革命性變革，也為未來電動汽車供能方式帶來了無限可能。
據(jù)最新一期《自然·可持續(xù)性》雜志報道，美國佐治亞理工學院領導的多機構團隊開發(fā)出一種革命性低成本陰極材料——氯化鐵，其成本僅為典型陰極材料的1%-2%，但可儲存相同數(shù)量的電量。該項成果將有望改善電動汽車市場以及整個鋰離子電池市場。
目前，電池約占電動汽車總成本的50%，這使得清潔能源汽車比許多內(nèi)燃機汽車更昂貴。在電池結構中，陰極材料會影響容量、能量和效率，在電池的性能、壽命和價格承受能力方面發(fā)揮著重要的作用。
從2019年開始，研究團隊嘗試使用氯化物基固體電解質(zhì)和傳統(tǒng)商用氧化物基陰極制造固態(tài)電池，結果表明陰極和電解質(zhì)材料無法兼容。團隊最終發(fā)現(xiàn)，氯化物基陰極可以與氯化物電解質(zhì)更好地匹配，從而能提供更好的電池性能。其中氯化鐵的晶體結構更適合儲存和運輸鋰離子。
電動汽車中常用的陰極是氧化物，需要大量昂貴的鎳和鈷，這些元素可能有毒，對環(huán)境構成挑戰(zhàn)。相比之下，新開發(fā)的陰極只含有鐵和氯。這兩種元素常見于鋼鐵和食鹽中，儲量豐富、價格低廉。在初步測試中，氯化鐵的表現(xiàn)與其他價格高得多的陰極材料一樣好，甚至更優(yōu)。
據(jù)悉，截至目前，只有4種類型的陰極成功商業(yè)化應用于鋰離子電池。新開發(fā)的陰極將是第5種，代表了電池技術的一大進步：全固態(tài)鋰離子電池的開發(fā)。研究團隊表示，這項技術或能在不到5年的時間內(nèi)在電動汽車中實現(xiàn)商業(yè)化。
超低成本電池陰極材料的研發(fā)成功，標志著能源存儲和電動汽車供能方式即將邁入一個新的時代。未來期待著這一創(chuàng)新成果能夠早日轉(zhuǎn)化為實際應用，為構建清潔、高效、可持續(xù)的能源體系注入強大動力。
素材來源：科技日報
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