超低成本电池阴极材料研发成功
2024-09-25
格隆汇9月25日|据最新一期《自然·可持续性》杂志,美国佐治亚理工学院领导的多机构团队开发出一种革命性低成本阴极材料——氯化铁,其成本仅为典型阴极材料的1%—2%,但可储存相同数量的电量。该项成果将极大地改善电动汽车市场以及整个锂离子电池市场。团队表示,这项技术或能在不到5年的时间内在电动汽车中实现商业化。
福星氯化铁材料
目前,电动汽车中最常用的阴极材料是氧化物,需要大量昂贵的镍和钴,这些重元素可能有毒,对环境构成挑战。相比之下,新开发的阴极材料只含有铁和氯。这两种元素常见于钢铁和食盐中,储量丰富、价格低廉。
在初步测试中,氯化铁的表现与其他价格高得多的阴极材料一样好,甚至更优。例如,它的工作电压比常用的阴极磷酸铁锂更高。
截至目前,只有4种类型的阴极材料成功商业化应用于锂离子电池。新开发的阴极将是第5种,代表了电池技术的一大进步:全固态锂离子电池的开发。团队表示,这项技术或能在不到5年的时间内在电动汽车中实现商业化。
氯化铁的工作电压比现有的电极材料更高,这意味着使用氯化铁的电池会有更大的容量。氯化铁电极有良好的稳定性和较低的退化率,有助于降低电池的更换频率。而且,氯和铁到处都有,这意味着成本的降低和对环境影响的轻微。如果氯化铁能成功商用,对固态电池的意义是划时代的。未来不光电动汽车受益,手机和无人机也将变得更加强劲持久。我们再次意识到,化学和材料学是现代产业的支撑。新的超级材料能为人类的幸福生活提供强大助力。
消息来源:科技日报
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美国佐治亚理工学院陈海龙领导的研究团队开发出了一种用于锂离子电池的低成本“氯化铁”阴极材料,这项成果将极大地改善电动汽车市场以及整个锂离子电池市场。
在此之前,世界上只有四种类型的阴极材料成功用于锂离子电池商业化生产,而这种材料很可能就是第五种,它将推动电池技术的一大进步 —— 全固态锂电池的开发。
陈海龙团队开发了一种低成本且可持续的解决方案:使用 FeCl3阴极、固体电解质和锂金属阳极,整个系统的成本只有当前锂离子电池的 30-40%,工作电压比常用的磷酸铁锂电池更高。
“这不仅可以使电动汽车比内燃机汽车便宜得多,而且还提供了一种新的、有前景的大规模储能形式,增强了电网的弹性。此外,我们的阴极将大大提高电动汽车市场的可持续性和供应链稳定性。”
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