俄羅斯或制出長壽命、充放電速度快的儲(chǔ)能電池

充放電速率是鋰離子電池的關(guān)鍵特性之一。大多數(shù)現(xiàn)代商用儲(chǔ)能電池都需要至少一個(gè)小時(shí)才能充滿電，應(yīng)用范圍受到了巨大的限制，特別是限制其用于電動(dòng)汽車。

據(jù)報(bào)道，由俄羅斯斯科爾科沃科技學(xué)院(Skoltech)Pavel Troshin教授領(lǐng)導(dǎo)的一組研究人員研究了配位聚合物，該種化合物幾乎沒有在金屬離子電池中得到應(yīng)用，但是研究人員展示了該聚合物具備高充放電率以及高穩(wěn)定性，可用于未來的儲(chǔ)能設(shè)備。

充放電速率是鋰離子電池的關(guān)鍵特性之一。大多數(shù)現(xiàn)代商用儲(chǔ)能電池都需要至少一個(gè)小時(shí)才能充滿電，應(yīng)用范圍受到了巨大的限制，特別是限制其用于電動(dòng)汽車。而最常用的陽極材料–石墨等活性材料隨著充電速度的提升，容量會(huì)顯著下降。為了在保持高充電率的同時(shí)，讓電池容量保持較高水平，活性電極材料必須具備高電子和離子導(dǎo)電性，而新發(fā)現(xiàn)的配位聚合物由芳香胺和鎳或銅等過渡金屬鹽組成，正符合該要求。盡管此類化合物前景很好，但是研究人員仍未探索是否它們能夠應(yīng)用于鋰離子電池。

最近，斯科爾科沃科技學(xué)院與俄羅斯化學(xué)物理問題研究所的一組由P. Troshin教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家和德國科隆大學(xué)以及俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)合作，專注于研究基于四氨基苯的鎳和銅線性聚合物。雖然該線性聚合物與二維競品相比，表現(xiàn)出更低的初始電子導(dǎo)電率，但是能夠作為陽極材料，在不到一分鐘的時(shí)間內(nèi)完成充放電，因?yàn)閾诫s了鋰，在第一次放電后，其導(dǎo)電率會(huì)急劇增加。

此外，研究人員發(fā)現(xiàn)此類陽極材料在充放電速率很高的同時(shí)，還具有良好的穩(wěn)定性，在經(jīng)過多達(dá)2萬次充放電循環(huán)后，仍可以保留高達(dá)79%的最大容量。

而且，研究人員還發(fā)現(xiàn)基于銅的聚合物既可用作陽極又可用作高容量的陰極材料。研究人員指出，盡管該陰極還不能以穩(wěn)定的方式工作，還是有很多機(jī)會(huì)可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。該研究第一作者斯科爾科沃科技學(xué)院博士生Roman Kapaev表示：“有很多方式可以微調(diào)該配位聚合物的特性，實(shí)際上，我們正在處理一種構(gòu)造工具包，能夠輕松替換或改變聚合物中的成分，既可以改變胺的結(jié)構(gòu)，又可以改變過渡金屬陽離子，從而提升容量，增加或減少氧化還原電位，提升穩(wěn)定性和各種其他性能?！?/p>