有机材料替代稀有金属锂电池又一新突破！

2024年01月23日 11:30:11来源：化工仪器网作者：羊舌木点击：9367

　　【化工仪器网项目成果】电池是一类重要的储能介质，在如今这个电能被广泛应用的时代，电池的存在赋予了科技产品更多的可能，甚至一定程度上已经成为了科技产品进一步发展时的瓶颈，这一点在手机等移动设备上体现的尤为明显。锂电池是目前运用广泛的电池之一，被众多媒体评价为“推动能源革命的钥匙”。其能量密度高、平均电压高、自放电小、输出功率大且稳定的优势，使得其可以适应大部分场景。

　　并且随着新能源产业的崛起，包括电动汽车在内，大部分的现代电驱设备都依赖锂电池才能发展。然而，锂离子的阴极含有钴。钴是一种提供高稳定性和能量密度的金属。作为一种稀有金属，其价格波动很大。钴的开采一般都伴随着危险的工作条件，同时会产生有毒废物。

　　近日，美国麻省理工学院研究人员设计了一种电池材料，以一种更可持续的方式为电动汽车提供动力。这种材料由多层双四氨基苯醌(TAQ)组成。TAQ是一种含有三个稠合六角环的有机小分子，而材料的这些层可向各个方向延伸，形成一种类似于石墨的结构。化学基团苯醌是电子储存库，胺可帮助材料形成强氢键。这些氢键使材料高度稳定且非常难溶，其不溶性防止了新材料像某些有机电池材料那样溶解到电解液中，从而可延长电池寿命。

　　为稳定有机材料并提高其附着在由铜或铝制成的电池集电器上的能力，研究人员还添加了纤维素和橡胶等填充材料。这些填充物占整个正极复合材料的近十分之一。其不会显著降低电池的存储容量，还可防止锂离子在电池充电时流入阴极，从而延长了电池阴极寿命。

　　该项研究表明，这种材料的生产成本比含钴的电池低得多，并且能以与钴电池相似的速率导电。新电池还具有与钴电池相当的存储容量，充电速度更快。另外，制造这种类型的阴极所需的主要材料是苯二酚前体和胺前体，它们已实现商业化生产。因此，组装这些有机电池的材料成本可能是钴电池的一半或更少。相关研究论文1月18日发表在美国化学会《ACS中央科学》杂志上。

　　(资料来源：科技日报)

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