第12版:科技·装备

中国能源报 2024年09月30日 Mon

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超低成本电池阴极材料研发成功

《中国能源报》(2024年09月30日 第 12 版)

  本报讯 据最新一期《自然·可持续性》杂志报道,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。该项成果有望改变能源存储和电动汽车供能方式

  据了解,在电池结构中,阴极材料会影响容量、能量和效率,在电池的性能、寿命和价格承受能力方面发挥着重要作用。而目前,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,并且,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。

  研究团队发现,氯化物基阴极可以与氯化物电解质更好匹配。与此同时,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。

  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,其工作电压比常用的阴极磷酸铁锂更高。

  据悉,截至目前,只有4种类型阴极材料成功商业化应用于锂离子电池。新开发的阴极代表了电池技术的一大进步:全固态锂离子电池的开发。研究团队表示,这项技术或能在5年之内在电动汽车领域实现商业化。

  (宗合)