普通岩石可帮助下一代电动汽车电池实现技术突破

bjylkjyxgs2个月前新闻资讯81
摘要:

一个重要的障碍阻碍了电动汽车的广泛应用--当今锂离子电池的局限性。它们价格昂贵,而且锂是一种不环保的材料,供应有限。虽然磷酸铁锂电池解决了该技术的一些缺点,但一项新的突破使其完全不再需要锂。

2024-07-08-image-j.webp

丹麦技术大学(DTU)的研究人员 Mohamad Khoshkalam开发出了一种很有前途的固态电池新材料,可以满足容量、安全性、环保性和低成本等所有要求。

这种材料主要由岩石中的元素组成,特别是钾和钠硅酸盐,它们是地壳中最丰富的矿物质。此外,这种材料无需使用钴等昂贵的金属,而目前锂离子电池的容量和寿命都需要钴。

这种乳白色、薄如纸张的材料可作为电池内部出色的固态电解质层。传统的锂离子电池使用液态电解质,让锂离子在阴极和阳极之间流动,从而产生电流。然而,液态电解质有潜在泄漏等缺点。固态电解质更为安全,并能提高性能。

2024-07-08-image-2-j_1100.webp

Khoshkalam 的电解质还能在接近室温的 40°C 左右传导离子。这意味着使用这种材料的电池有可能在正常条件下制造,而不是在需要高度控制环境或极端高温的昂贵设施中制造。此外,这种材料不会对湿气产生负面反应。

将电解质转化为可用的电池形式需要经过多个步骤。Khoshkalam 制成硅酸钾粉末,将其混合成溶液,然后擀成薄如纸的层。然后,将这些薄层模塑成长达 10 米的白色细长带,并仔细烘干。最后,这些带子被转移到一个特殊的手套箱环境中,与阳极和阴极组件组装成完整的固态电池单元。

这些硅酸盐中的钾离子和钠离子比锂离子大一些,也重一些,因此它们不容易流动。不过,Khoshkalam 有一个未公开的"配方",可以增强它们的导电性,超过锂离子通常所能达到的导电性。他的初步测试表明,固态电解质具有很强的性能。

2024-07-08-image-3-j_1100.webp

当然,将这种材料转化为现实世界中的电动汽车电池还需要时间(甚至可能永远无法通过可行性测试)。与锂离子电池相比,该技术仍然是一项新技术,而锂离子电池经过二十多年才实现商业化,并且还在不断发展。在制造规模上存在挑战,而且需要针对固态电解质进行优化的新电池设计。

尽管如此,Khoshkalam 的团队仍希望在几年内开发出演示电池,向公司展示这种材料的潜力。硅酸盐矿物覆盖了地球上 90% 的面积,因此,廉价、环保的电池材料基本上是无限供应的,有待开发。然而,如何兑现这一承诺,而不像之前的许多尝试那样被炒得沸沸扬扬,可能是最大的障碍。

相关文章

全球连续第10个月创下最热纪录

全球连续第10个月创下最热纪录

摘要:在追溯到1940年的ERA5数据记录中,2024年3月是连续第十个月成为最热月份。哥白尼气候变化服务(C3S)的最新《气候公报》收录了这一研究结果。全球海洋表面温度已连续 12 个月创历史新高。...

突破性人工智能方法以10倍的速度识别帕金森病新疗法

突破性人工智能方法以10倍的速度识别帕金森病新疗法

摘要:剑桥大学的研究人员利用人工智能加快了帕金森病治疗方法的发现,他们筛选了数百万种化合物,最终确定了五种有效的候选药物。这种人工智能驱动的方法将筛选过程提高了十倍,并大幅降低了成本,有可能加快为全球...

长征十号火箭计划2027年首飞 目标2030年前实现载人登月

长征十号火箭计划2027年首飞 目标2030年前实现载人登月

摘要:求是网7月18日发布长文《中国航天:星空浩瀚探索不止》透露,我国长征十号火箭有望2027年首飞。文中提到“目前正在研制、计划2027年首飞的长征十号,预计运载能力将达到70吨级”。 我国目标2...

Starliner返回时间再次推迟 波音太空飞船下一步要做些什么?

Starliner返回时间再次推迟 波音太空飞船下一步要做些什么?

摘要:美国国家航空航天局(NASA)和波音公司已将"Starliner"机组人员从国际空间站返回的时间推迟到6月22日,以便有更多的时间进行出发准备。与此同时,对"Sta...

绕月私人飞行项目夭折 日本富翁前泽友作取消“亲爱的月球”任务

绕月私人飞行项目夭折 日本富翁前泽友作取消“亲爱的月球”任务

摘要:6月1日,日本亿万富翁前泽友作本周六宣布取消了“亲爱的月球”(dearMoon)任务,该任务是绕月私人飞行。前泽友作在2018年预订了SpaceX的首次绕月飞行任务;2021年3月,他发起了“亲...

日本一海域海底冒出大量气泡:绵延10公里 原因不明

日本一海域海底冒出大量气泡:绵延10公里 原因不明

摘要:日本石川县附近海域发生了一幕罕见的自然现象——绵延10公里的“海底冒泡”奇观,引起了广泛关注。目击者描述,这些气泡从海底深处悠然升起,宛如海底的呼吸,形成一串串白色的泡沫,在海水中轻盈地摇曳,最...