俄罗斯科学家利用有机材料制作电池阴极
来源:盖世汽车 | 作者:chinacaw | 发布时间: 2019-12-28 | 1194 次浏览 | 分享到:

    六氮杂苯并菲聚合物阴极的缺点是工作电位较低(相对于K+/K电位约为1.6V),导致储能能力下降。因而,研究人们在第二篇论文中提到了另一种材料,一种基于二氢苯那津胺(dihydrophenazine)的聚合物,沒有工作电位较低的缺点,可以确保电池的平均工作电压增加至3.6V。该论文的第一作者兼Skoltech的博士生Philipp Obrezkov解释表示:“芳香族聚合物可制成优良的高压有机阴极,用于金属离子电池。在此次研究中,我们首次在钾电池阴极中使用了多氮苯基5,10二氢苯那津胺。通过彻底优化电解质,达到了593 W×h/kg的比能,是目前所知的所有钾离子电池阴极所达到的最高比能。”

    金属离子电池具有的主要问题之一是会生长金属枝晶,尤其是配备金属阳极的电池。金属枝晶长到电池芯中会导致短路,通常还会引起火灾甚至爆炸。为避免此种情况,可以采用合金代替纯碱金属,因为合金在电池工作温度下是液态的,这也是2019年诺贝尔奖得主John B. Goodenough所提出的观点。钾钠合金的熔点低,为零下12.7摄氏度,钠含量约为22%。

    在第三次研究中,科学家们在碳纸上使用了类似的钠钾合金,作为电池的阳极,而之前所研发的氧化还原活性聚合物作为阴极。据说,此类电池可以在10秒的时间内完成充放电。有趣的是,其中一种聚合物阴极使钾电池达到了最高能量容量,而另一种阴极让钾电池具备极好的稳定性,在1万次充放电循环后,只损失了11%的容量。此外,基于此两种材料制成的电池都显示了无与伦比的功率特性,接近100,000 W/kg,达到了超级电容器的功率水平。