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磷酸铁锂(LFP)电极充电或放电过程图。由于锂离子在充电过程中被分离,形成一个贫锂磷酸铁(FP)区域,但在两者之间有一个固溶体区域(SSZ,暗蓝绿色),这一区域包含有一些随机分布的锂原子,不同于锂原子的原始结晶材料(淡蓝色)中的有序数组。
上述发现有助于解决有关磷酸铁锂电池的一个长期难题:在大块晶体形式下,磷酸铁锂和磷酸铁(FePO4是充电过程分离出来的)的离子导电性较差。然而,当进行掺杂和碳包覆优化,并在电池中使用纳米颗粒后,这种材料表现出非常高的充电速率。
固溶体区类似一个"亚"状态,在室温下能够至少持续几分钟,取代LiFePO4和的FePO4之间的明锐界面,明锐界面已被证明含有许多额外线缺陷,被称为"错位",固溶体区就像一个缓冲区,减少"错位"数量,阻止其伴随电化学反应向前方移动。
点评:今年随着新能源汽车的起飞,三元材料、磷酸铁锂电池也被炒得沸沸扬扬的,围绕这些技术路线展开的纷争不断,但是却鲜有新意,大多还是停留在前几年的技术进展里讨论。关注磷酸铁锂电池的朋友或许知道磷酸铁锂电池的导电性不好、电阻大等屡被三元材料的拥趸者嘲笑,不过MIT的研究人员新的发现有望解决这一难题,以此来提高磷酸铁锂和磷酸铁离子导电性,进而提高充电速率。充电速率提高了,相应的电池寿命会降低的更快,这已被业界看成难以调和的矛盾,不过就在今年夏普称研发出寿命可达70年的锂电池,小伙伴们你们惊呆了吗?
7.夏普研发超耐用锂电池寿命可达70年
夏普(Sharp)已携手京都大学田中功教授等人研发出一款使用寿命超长的锂离子电池产品,并已成功做出边长为8cm的试作品。据报导,以1天充放电1次计算,现行锂离子电池使用寿命最长为10年(可充放电约3,600次),而夏普所研发的锂离子电池已确定可拥有高达1万次的充放电性能,且透过实验得知,其充放电次数最高可达25,000次、使用寿命高达70年。
报导指出,夏普计划将上述新研发的锂离子电池充作风力、太阳能发电的大型蓄电池使用,且因其拥有超耐用性能,故即便太阳能电池面板或风力发电机老朽,蓄电池也可持续使用、无须更换,而降低蓄电池更换次数,也可降低发电成本。
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