锂电一周要闻:“新物种”FF 91首发 AirPods续航缩水
近日,中国科学院电工所储能技术研究组组长陈永翀,分享了其团队关于新型储能电池的研究成果。
无论是圆柱锂电池还是方型锂电池,从内部结构来看,所有的锂电池都是粘结电极,而粘结电极给动力锂电池的回收带来很大困扰。钴元素和锂元素回收要拆解,由于杂质太多,只能把粘结的电极全部打碎,里面碎的铝箔、铜等材料重新用冶金方式回收。陈永翀表示,这样回收不但成本高、污染大,回收过程中产生的酸、碱处理也是个问题。
其次,这样的粘结结构还导致锂电池的动态循环寿命缩短。如果将锂电池用作静态储能,电池的循环寿命会很长,但是在运动状态中使用,使用环境会使电池寿命受到影响。此外,随着不同季节温度的变化,电池内部也会出现膨胀、收缩等现象,久之活性颗粒接触内阻升高,电池极片松动脱落,电池循环寿命会急剧下降。
陈永翀带领的科研团队正在研发一种新型储能锂电池,他们从锂电池的内部结构入手,把锂电池内部粘结改为加热状态,解决了上述问题。
陈永翀团队把电池内部粘结改为加热状态,让锂电池真正做到了可回收和可再生,且回收残值大于20%。他们不单单依靠规模化制造来降低成本,工艺结构也降低了回收成本;浆料具有耐冲击的特性,从而也提高了电池的动态寿命。这种新型储能锂电池的研究,是一种新思路,为电池回收难题带来了解决的曙光。
据悉,目前该项目已经授权19项发明专利,并在进一步研发当中。
9.科学家剥离出超级电容器石墨烯复合膜
德累斯顿工业大学冯新亮教授,庄小东博士和中国科学院长春应用化学研究所牛利研究员,合作制备了基于MXene和电化学剥离的石墨烯纳米复合物薄膜电极,并将其应用到传统的固态超级电容器和平面的微型超级电容器中。
该复合膜具有两方面的优势:其一,电化学剥离的高质量的石墨烯层可以作为整个膜电极的机械支架,进一步的增强膜电极整体的柔性、稳定性和长程导电性;其二,MXene纳米片穿插在石墨烯片层之间,可以提供大量的层间距,有利于充放电过程中离子的快速嵌入和脱嵌。
得到的膜电极在组装成传统对称柔性超级电容器后,对此微超级电容器进行弯折的柔性状态下进行循环测试,在2500次循环充放电之后,其电容性能依然可以保持82%。值得关注的是,在该工作中,我们利用自制的电化学剥离装置制备出的电剥离石墨烯具有高产率,高碳氧比和高分散性等特点。
该工作通过电极结构的优化设计,利用简单的方法制备了高性能的超级电容器电极材料,这为制备低成本、高效率的柔性储能器件开辟了一条新思路。
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