克拉克森大学新型电极提升电池容量 并可快速充电

(图片来源:克拉克森大学)电动汽车和其他移动设备可以使用快速充电电池，在很小的空间内储存大量能量。据国外媒体报道，克拉克森大学的团队为这种电池设计了电极。他们使用新的合成技术生产出由纳米硒碳复合材料制成的电极板。这种新的正极具有可充电电池所需的电气和机械性能。这是一个高能量密度电池设计的新例子，它使用硒浸渍的单片碳作为高容量能量锂和钠金属电池的独立正极。新电极为电池设计带来三大优势:在小空间内储存大量能量，电池耐用，充电速度快。这些都是电动汽车等移动电池应用的重要因素。目前科学文献关注的是电池的比能量(单位重量的能量)。然而，对于汽车和其他移动应用，能量密度(每单位体积的能量)是应该考虑的第一个因素。本研究提出了一种新的电池材料设计方法，解决了这一未被充分认识、从根本上背离现有先进技术的关键因素。与传统的具有高比表面积的纳米结构多孔电极相比，这项工作采取了相反的方法来制造致密和无孔的单片电极板。该板是机械自支撑的，并且可能根本不需要正集电器，进一步减小了电池体积。在汽车和电网应用中，硒金属电池正在成为传统离子电池的高能替代品。按照体积计算，新型电池负极(由硒和碳组成的致密结构)的能量是多孔硒材料的两倍。由于硒碳电极内部保持纳米结构，其充电速度和电池可回收性(电极损坏前的充电次数)非常优异。Se-C电极的体积密度较高，为2.37g/cc，理论充电容量(体积容量)达到1121mah/cc。对于锂(Li)储存，正极提供1028 mah/cc的可逆容量，并且在300次充电和放电循环后保持82%的容量。新电极的体积能量密度无与伦比，Li-Se为1727 Wh/L(商用锂离子电池为770 Wh/L)，Na-Se为980 Wh/L，两者的总复合体积相当。在不同充电速率下，随着电流密度的增加，可保持60%以上的容量，是高功率电池系统和汽车快速充电应用的理想选择。

(图片来源:克拉克森大学)电动汽车和其他移动设备可以使用快速充电电池，在很小的空间内储存大量能量。据国外媒体报道，克拉克森大学的团队为这种电池设计了电极。他们使用新的合成技术生产出由纳米硒碳复合材料制成的电极板。这种新的正极具有可充电电池所需的电气和机械性能。这是一个高能量密度电池设计的新例子，它使用硒浸渍的单片碳作为高容量能量锂和钠金属电池的独立正极。新电极为电池设计带来三大优势:在小空间内储存大量能量，电池耐用，充电速度快。这些都是电动汽车等移动电池应用的重要因素。目前科学文献关注的是电池的比能量(单位重量的能量)。然而，对于汽车和其他移动应用，能量密度(每单位体积的能量)是应该考虑的第一个因素。本研究提出了一种新的电池材料设计方法，解决了这一未被充分认识、从根本上背离现有先进技术的关键因素。与传统的具有高比表面积的纳米结构多孔电极相比，这项工作采取了相反的方法来制造致密和无孔的单片电极板。该板是机械自支撑的，并且可能根本不需要正集电器，进一步减小了电池体积。在汽车和电网应用中，硒金属电池正在成为传统离子电池的高能替代品。根据vo……me计算，新型电池负极(由硒和碳组成的致密结构)的能量是多孔硒材料的两倍。由于硒碳电极内部保持纳米结构，其充电速度和电池可回收性(电极损坏前的充电次数)非常优异。Se-C电极的体积密度较高，为2.37g/cc，理论充电容量(体积容量)达到1121mah/cc。对于锂(Li)储存，正极提供1028 mah/cc的可逆容量，并且在300次充电和放电循环后保持82%的容量。新电极的体积能量密度无与伦比，Li-Se为1727 Wh/L(商用锂离子电池为770 Wh/L)，Na-Se为980 Wh/L，两者的总复合体积相当。在不同充电速率下，随着电流密度的增加，可保持60%以上的容量，是高功率电池系统和汽车快速充电应用的理想选择。

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