日前，新加坡科技研討局部屬資料與工程研討院的劉兆林（音譯）與我國(guó)復(fù)旦大學(xué)的于艾水（音譯）等研討人員，通過研制一種新式鋰電池電極材料，增大了鋰離子電池的容量，或?qū)f(xié)助電動(dòng)汽車行駛得更遠(yuǎn)。相關(guān)研討成果日前發(fā)表于《電化學(xué)通訊》。 據(jù)了解，鋰離子電池通過使鋰離子在電極兩頭來回絡(luò)繹實(shí)現(xiàn)充電與放電進(jìn)程。

例如，在充電時(shí)，鋰離子從一般由鋰鈷氧化物制作的陽(yáng)極資料上脫嵌，穿過隔膜和電解液，嵌入到陰極中。放電則以相反的進(jìn)程進(jìn)行。 在一般情況下，鋰離子電池的陰極由充滿著細(xì)小孔隙的石墨資料制作。之前有研討發(fā)現(xiàn)，比較石墨資料，氧化鐵資料可以讓電池具有更大的容量。但用氧化鐵資料作為陰極的電池的充電進(jìn)程非常緩慢，一起，這種資料在經(jīng)歷數(shù)次充放電循環(huán)之后，就會(huì)被鋰離子損壞，進(jìn)而影響電池容量。 而在最新的研討中，劉兆林和于艾水估測(cè)，比較氧化鐵陰極，陰極由氧化鐵納米粒子制作的電池的充電進(jìn)程或許將會(huì)快許多，由于這種納米資料的孔隙非常適宜鋰離子嵌入。

并且，這些孔隙還可以跟著鋰離子嵌入而作出相應(yīng)的改動(dòng)。 為了驗(yàn)證這一主意，研討人員通過在水中加熱硝酸鐵，得到了大小為5納米的氧化鐵粒子，也就是α-Fe2O3。然后，他們將這些粒子與炭黑粉末相混合，運(yùn)用聚偏二氟乙烯加以固定，將這一混合物覆蓋在銅箔上面，最終制成電池陰極。 試驗(yàn)標(biāo)明，在第一輪充放電進(jìn)程中，運(yùn)用新式陰極電池的轉(zhuǎn)化功率為傳統(tǒng)電池的75%~78%，可是，通過幾輪充放電，新式電池的功率達(dá)到了傳統(tǒng)電池的98%。 對(duì)此，研討人員標(biāo)明，電池的功率之所以會(huì)逐步進(jìn)步，是由于在前幾輪的充放電進(jìn)程中，氧化鐵納米粒子被分解到適宜的尺度。

而98%這一數(shù)據(jù)則標(biāo)明，新式電池已經(jīng)非常接近現(xiàn)在商用鋰電池的水平。 爾后的試驗(yàn)標(biāo)明，大約在230次循環(huán)之后，新式電池的功率還維持在97%左右。并且令人歡喜的是，這種電池的容量達(dá)到了1009毫安時(shí)/克，簡(jiǎn)直比傳統(tǒng)石墨陰極電池高出了三倍。一起，新式電池沒有遇到困擾其他氧化鐵陰極電池的退化問題。 現(xiàn)在，該團(tuán)隊(duì)正在優(yōu)化納米組成進(jìn)程，并且著手進(jìn)步氧化鐵納米電極在初始循環(huán)中的轉(zhuǎn)化功率。