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创科路上/城大研超级电池 容量增两倍

2023-09-22 04:02:27大公报
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  图:团队研发近乎没有电压衰减的崭新电池技术,能使电池更持久和高效。

  由香港城市大学(城大)领导的研究团队在电池技术领域取得重大突破,克服了长期存在的电压衰减难题,有助大幅提升能源储存容量。研究成果对多种应用均有巨大潜力,包括为电动汽车以至便携式电子产品充电。团队下一步将扩大制造过程,实现大规模电池生产。研究成果已于期刊《自然能源》上发表,题为“电压衰减程度轻微的富锂层状氧化物正极”。

  锂离子电池广泛应用于电子设备,富锂锰基层状氧化物因其高容量及低成本特性,大有潜力作为锂离子电池正极材料。然而由于电压衰减问题长期未能解决,对其应用构成阻碍。

  物理学系系主任兼讲座教授任洋教授、同系刘奇教授及其研究团队凭着释放富锂锰基正极材料的潜力,解决了这一难题。在研究中,他们增加了正极材料中独特蜂窝结构的稳定性,使电池更持久和高效。这些成果大有可能改变人们为设备供电的方式,并引领高能正极材料的开发进入新阶段。

  引领正极材料进入新阶段

  团队运用创新方法,稳定原子层面的蜂窝结构。他们透过向正极材料加入额外的过渡金属离子,增强蜂窝结构的稳定性,达至每个循环仅为0.02毫伏、近乎没有的电压衰减。这是首次研发出如此低程度电压衰减的富锂锰基正极材料。

  团队透过先进的原子尺度测量与计算,发现这些层间过渡金属离子在蜂窝结构的上方或下方起到“帽子”的作用,可防止阳离子迁移并保持稳定。即使在高截止电压和整个循环过程中,结构亦能保持完好,确保电池的结构完整性。

  刘教授表示:“我们的研究解决了富锂锰基正极的电压衰减问题,其容量几乎是广泛使用的正极材料的两倍,最终可为更强大和持久的储能解决方案开辟道路。”\大公报记者郭如佳

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