圣彼得堡大学开发新型电池 充电速度比锂离子电池快十倍

据外媒报道，圣彼得堡大学开发了一种新型电池，其充电速度是锂离子电池的十倍。此外，就潜在的火灾隐患而言，这种类型的电池更安全，对环境的影响更小。

在日常生活中，锂离子电池被广泛应用于便携式电子设备和电动汽车等领域。然而，这种类型的电池也存在一些问题，例如在低温环境中可能发生火灾和性能损失。此外，报废电池可能会造成环境污染。化学家们一直在探索使用具有氧化还原活性的含硝酸盐聚合物作为电化学储能材料。由于快速的氧化还原动力学过程，这些聚合物具有高能量密度和快速的充电和放电速率。实施此类技术的挑战在于导电性不足，即使添加了高导电性添加剂，也会阻碍电荷收集。为了解决这个问题，圣彼得堡大学的研究人员合成了一种基于镍-萨伦络合物的聚合物。这种金属聚合物的分子充当分子线，而能量密集的硝基侧基附着在其上。该材料的分子结构使其能够在宽温度范围内实现高电容性能。该校电化学系教授Oleg Levin表示：2016年，我们提出了这种材料的概念，并开始开发基于有机金属聚合物的锂离子电池电极材料。在探索这些化合物的电荷转移机制时，我们发现了两个关键的发展方向。首先，这些化合物可以作为保护层覆盖电池的主导体电缆，取代以前锂离子电池中使用的相关材料。其次，它们可以用作活性电化学储能材料配料研究人员花了三年多的时间开发这种聚合物。在第一年，科学家们测试了这一新材料概念：他们将单个成分结合起来，模拟具有氧化还原活性的导电骨架和含硝酸盐的侧基。有必要确保结构的所有部分协同工作并相互加强。下一步是化合物的化学合成。这是该项目最具挑战性的部分，因为一些成分非常敏感，很容易导致样品降解。在获得的几种聚合物样品中，只有一种足够稳定和有效。新化合物的主链由镍和塞勒姆配体的络合物组成。能够快速氧化和还原（充电和放电）的稳定自由基通过共价键连接到主链上。Oleg Levin说：“实验表明，使用我们的聚合物制造电池可以在几秒钟内完成充电，比传统的锂离子电池快10倍左右。然而，目前这种电池的容量比锂离子电池低30-40%。我们正在努力提高这一指标，同时保持充放电速率。”。“新电池的正极已经制成，可以用作化学电流源。至于负极，你可以选择现有的类型，不一定需要再次开发。新的组合系统可能会在某些领域迅速取代锂离子电池。研究人员说，”新电池可以在低温下运行，这对于快速充电是非常有益的。与目前使用的钴基电池相比，这种电池更安全，可以有效避免火灾风险。同时，可能对环境造成危害的金属含量要低得多。我们的聚合物含有少量镍，但与锂离子电池相比，镍含量要低得多

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