2023-11-16 21:53
据外媒报道，美国能源部（DOE）阿贡国家实验室（Argonne National Laboratory）的科学家发现，电池电解质的复杂混合物中会发生合作行为。电解质是在电池的两个电极之间移动离子的带电粒子，将存储的化学能转化为电能的材料。
研究小组发现，将两种不同类型的阴离子（带负电的离子）与阳离子（带正电的离子）结合起来可以显著提高电池的整体性能。这表明，仔细选择离子混合物可以使电池开发人员能够精确定制材料，以产生所需的性能特征。
该研究的重点是一种称为多价电池（multivalent battery）的下一代电池。当今的锂离子电池为乘用电动汽车和在电网上存储可再生能源等关键应用提供的电能有限。许多研究人员将多价电池视为潜在的替代品。
众多新技术使用锌、镁和钙等阳离子，这些阳离子的电荷为+2，而锂离子的电荷为+1。通过移动更多电荷，多价电池可以存储和释放更多能量，因此是替代电动汽车中现有锂离子电池技术的有吸引力的候选者。多价电池还被设想用于网格存储。
多价电池的另一个优点是使用由稳定供应链提供的丰富元素。相比之下，锂的储量较少，而且国际供应链价格昂贵且不稳定。
追求先进的多价电池
优化电解质如何在电池电极之间移动离子对于获得良好的性能和长寿命至关重要。这种来回过程会导致电池阳极（负极）表面金属原子的沉积和剥离。高性能、持久的电池应该能够可逆地沉积和剥离均匀的金属层数千次。
如今，研究人员正在研究的大多数多价电池性能不佳，限制了其商业可行性。离子和电极往往不稳定并且会降解。因此，电解质无法有效传输阳离子，从而降低了电池发电和储存电力的能力。
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