新技術(shù)突破電池容量理論極限

給電動(dòng)汽車充電通常需要10小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，即使采用快速充電方式，也至少需要30分鐘。韓國浦項(xiàng)科技大學(xué)最新開發(fā)的一項(xiàng)突破性技術(shù)，可將存儲(chǔ)容量提高到理論極限的約1.5倍，從而使電動(dòng)汽車能夠在短短6分鐘內(nèi)充滿電。研究成果作為封面論文發(fā)表在新一期《先進(jìn)功能材料》雜志上。

用于電動(dòng)汽車的鋰離子電池的效率取決于負(fù)極材料儲(chǔ)存鋰離子的能力。研究團(tuán)隊(duì)此次使用一種新的自雜化方法，設(shè)計(jì)了一種合成錳鐵氧體作為負(fù)極材料的新方法，該材料以其卓越的鋰離子存儲(chǔ)容量和鐵磁性能而聞名。

研究人員首先在氧化錳與鐵的混合溶液中實(shí)現(xiàn)電置換反應(yīng)，形成內(nèi)部為氧化錳、外部為氧化鐵的異質(zhì)結(jié)構(gòu)化合物，然后使用水熱法制造了具有擴(kuò)大表面積的納米厚錳鐵氧體片。這種方法利用了高度自旋極化的電子，顯著提高了大量鋰離子的存儲(chǔ)容量，這項(xiàng)創(chuàng)新最終超出了錳鐵氧體陰極材料的理論容量50%以上。

增大負(fù)極材料的表面積有利于大量鋰離子的同時(shí)運(yùn)動(dòng)，從而提高電池的充電速度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與目前市場(chǎng)上電動(dòng)汽車所用的容量相當(dāng)?shù)碾姵叵啾龋路椒ǔ浞烹妰H需6分鐘。

該研究成果對(duì)如何克服傳統(tǒng)負(fù)極材料的電化學(xué)局限性，并通過利用電子自旋進(jìn)行表面改變的合理設(shè)計(jì)來增加電池容量提供了新見解。

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