俄科學家研新型材料 18秒讓電池完成充放電

2026-04-16 00:21:17

　　俄羅斯斯科爾科沃理工學院能源科技中心（Skoltech Center for Energy Science and Technology）、俄羅斯RAS化學物理問題研究中心（IPCP RAS）以及俄羅斯門捷列夫化工大學（D.I. Mendeleev University of Chemical Technology）的研究人員設計出一種新型聚合物陰極材料，可實現性能優越的超快金屬離子電池。

　　近幾十年來，由於人口增長、工gong業ye化hua以yi及ji各ge種zhong家jia用yong電dian器qi和he電dian子zi設she備bei的de不bu斷duan發fa展zhan，特te別bie是shi移yi動dong設she備bei和he電dian動dong汽qi車che數shu量liang的de不bu斷duan增zeng加jia，世shi界jie能neng源yuan消xiao耗hao量liang也ye顯xian著zhu增zeng加jia。因yin此ci，迫po切qie需xu要yao研yan發fa電dian化hua學xue儲chu能neng技ji術shu和he設she備bei，使shi其qi能neng夠gou存cun儲chu足zu夠gou的de能neng量liang並bing能neng夠gou根gen據ju需xu要yao迅xun速su釋shi放fang。盡jin管guan由you無wu機ji層ceng狀zhuang氧yang化hua物wu和he磷lin酸suan鹽yan製zhi成cheng的de鋰li離li子zi電dian池chi在zai市shi場chang上shang占zhan主zhu導dao地di位wei，但dan由you於yu其qi是shi由you容rong量liang有you限xian的de重zhong元yuan素su所suo製zhi成cheng，因yin而er進jin一yi步bu提ti升sheng其qi性xing能neng非fei常chang具ju有you挑tiao戰zhan性xing。

　　而利用有機化合物做鋰離子電池的陰極材料就可解決該問題。有機陰極具有能量密度高、充放電速度快、抗機械變形能力強等優點，此外，有機陰極還非常環保，因為有機材料隻由豐富的自然元素（碳、氫、氮、氧、硫）組zu成cheng，可ke從cong可ke再zai生sheng資zi源yuan中zhong獲huo得de。此ci外wai，由you於yu不bu含han重zhong金jin屬shu，此ci類lei材cai料liao可ke像xiang回hui收shou利li用yong食shi品pin塑su料liao等deng普pu通tong家jia庭ting垃la圾ji一yi樣yang被bei回hui收shou再zai利li用yong。而er且qie，使shi用yong有you機ji陰yin極ji就jiu可ke將jiang電dian解jie質zhi中zhong昂ang貴gui的de鋰li鹽yan用yong更geng便bian宜yi的de類lei似si鈉na和he鉀jia的de物wu品pin取qu代dai。

　　在Pavel Troshin教(jiao)授(shou)研(yan)究(jiu)小(xiao)組(zu)進(jin)行(xing)的(de)多(duo)個(ge)項(xiang)目(mu)中(zhong)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)特(te)別(bie)關(guan)注(zhu)的(de)是(shi)設(she)計(ji)新(xin)型(xing)聚(ju)三(san)苯(ben)胺(an)類(lei)化(hua)合(he)物(wu)，此(ci)化(hua)合(he)物(wu)是(shi)金(jin)屬(shu)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)有(you)機(ji)陰(yin)極(ji)材(cai)料(liao)家(jia)族(zu)中(zhong)最(zui)有(you)前(qian)景(jing)的(de)一(yi)種(zhong)。

　　斯科爾科沃理工學院博士生Filipp Obrezkov表示：“基於聚三苯胺及其類似物的陰極材料在金屬離子電池中表現出相當突出的特性，特別是表現出高放電潛力、良liang好hao的de循xun環huan穩wen定ding性xing，並bing可ke在zai高gao充chong放fang電dian率lv下xia運yun行xing。但dan是shi，容rong量liang低di限xian製zhi了le該gai類lei材cai料liao的de商shang業ye化hua。因yin此ci，我wo們men將jiang重zhong點dian放fang在zai分fen子zi設she計ji和he合he成cheng一yi組zu新xin的de大da分fen子zi上shang，此ci類lei分fen子zi能neng夠gou提ti供gong更geng高gao的de能neng量liang密mi度du。而er且qie其qi中zhong設she計ji的de一yi種zhong材cai料liao展zhan示shi了le非fei常chang好hao的de性xing能neng，電dian池chi充chong放fang電dian時shi電dian流liu高gao達da200C（隻需18秒可完全完成充放電）。重要的是，除了用於鋰電池，我們還使用相同的材料合成了鈉離子電池和鉀離子電池。”

　　因此，研究結果證實了有機化合物做超快金屬離子電池陰極的巨大潛力。今後，該項目可能會研發出容量和能量密度更高、電流密度更高的新一代電池材料，這也是目前和未來的便攜式設備和電動汽車市場迫切需要的材料。

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