中國粉體網(wǎng)訊 幾乎沒有任何元素像鋰元素一樣更適合生產(chǎn)電池,。鋰離子電池不僅充電速度快,壽命長,功率大,,而且重量更輕,。因此,電動汽車制造商們正在研究如何能夠大量開采鋰元素及開采位置,。研究人員們在德國薩克森州地下搜尋鋰元素,,但問題是鋰元素是非常少。因此,,研究人員們長期以來一直在尋找鋰元素的替代性材料,,這里將討論兩種特別有前景的材料。美國在亞特蘭大佐治亞理工學(xué)院的Matthew McDowell團隊的研究人員們在《焦耳》(Joule)雜志上報道,,未來鈉和鉀可替代鋰元素用于可充電電池中,。
鈉和鉀金屬與鋰一樣,屬于堿金屬,,但在地殼中含量更加豐富,,因此便宜得多,這對于大規(guī)模能量存儲非常重要,。McDowell表示:“鈉和鉀電池最大的缺點是分解速度更快,,儲存能量更少”。此外,,鈉和鉀離子尺寸明顯大于鋰離子,,更容易出現(xiàn)裂縫。
但研究人員發(fā)現(xiàn)鈉和鉀電池可能比鋰電池更穩(wěn)定,。研究人員們使用黃鐵礦作為電極材料,,測試了黃鐵礦與鋰離子,鈉離子和鉀離子之間的相互作用,。研究人員首先制備了邊長為20到120納米的立方體形黃鐵礦晶體,。然后,他們利用特殊的顯微鏡觀察三種堿金屬離子如何與黃鐵礦晶體反應(yīng),。在與鋰離子作用下,,黃鐵礦晶體繼續(xù)保持立方體形,,但很快就出現(xiàn)裂紋,,這種裂紋會導(dǎo)致電極材料迅速退化,,顯著降低容量和壽命。而與鈉離子和鉀離子作用下,,黃鐵礦晶粒未出現(xiàn)裂縫,,只能將晶體邊角更圓。研究人員們表示:“這樣的電池壽命很長”,。
另一個缺點是鈉和鉀電池的能量密度比鋰電池更低,。McDowell表示,,鋰電池目前仍是最具吸引力的。目前,,科學(xué)家正在尋找增加能量密度的方法,。
此外,還能夠節(jié)省另一種重要的金屬:銅,。至少在鈉基電池中,,銅不需要用作集電器,因為銅不會與鈉形成合金,。相反,,可以使用更便宜的鋁。(粉體網(wǎng)編輯整理/土豆兒)