外媒1月24日消息：據(jù)悉，麻省理工學(xué)院的研究人員設(shè)計(jì)了一種新的鋰離子電池，其中包括一個(gè)基于有機(jī)材料而不是鈷或鎳的陰極。

在發(fā)表在《ACS中央科學(xué)》雜志上的一篇論文中，研究人員解釋說，這種電池是基于一種新材料，它的生產(chǎn)成本比鈷低，并且可以以與藍(lán)灰色金屬相似的速率導(dǎo)電。這種新電池也具有相當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)容量，并且可以比鈷電池更快地充電。

“鈷電池可以儲(chǔ)存大量能量，而且它們具有人們?cè)谛阅芊矫骊P(guān)心的所有功能，但它們存在不能廣泛使用的問題，而且成本隨商品價(jià)格波動(dòng)很大。而且，隨著消費(fèi)者市場(chǎng)中電動(dòng)汽車的比例越來越高，價(jià)格肯定會(huì)變得越來越貴，”首席研究員米爾恰·丁恰在一份媒體聲明中表示。

大約六年前，dincere的實(shí)驗(yàn)室在蘭博基尼的資助下開始了一個(gè)項(xiàng)目，開發(fā)一種可以為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的有機(jī)電池。在研究部分有機(jī)部分無(wú)機(jī)的多孔材料時(shí)，他和他的學(xué)生意識(shí)到，他們制造的一種完全有機(jī)的材料可能是一種強(qiáng)導(dǎo)體。

這種材料由多層TAQ(雙四氨基苯醌)組成，TAQ是一種有機(jī)小分子，包含三個(gè)融合的六邊形環(huán)。這些層可以向各個(gè)方向向外延伸，形成類似石墨的結(jié)構(gòu)。在分子中有被稱為醌的化學(xué)基團(tuán)，它們是電子儲(chǔ)存庫(kù)，還有胺，它們幫助材料形成強(qiáng)氫鍵。

這些氫鍵使這種材料非常穩(wěn)定，也非常不溶。這種不溶解性很重要，因?yàn)樗梢苑乐共牧舷衲承┯袡C(jī)電池材料那樣溶解到電池電解質(zhì)中，從而延長(zhǎng)其使用壽命。

“有機(jī)材料降解的主要方法之一是，它們簡(jiǎn)單地溶解在電池電解質(zhì)中，并跨越到電池的另一邊，本質(zhì)上造成短路。如果你讓材料完全不溶，這個(gè)過程就不會(huì)發(fā)生，所以我們可以在最小的退化情況下進(jìn)行2000多次充電循環(huán)。”

強(qiáng)大的性能

對(duì)這種材料的測(cè)試表明，它的導(dǎo)電性和存儲(chǔ)容量與傳統(tǒng)的含鈷電池相當(dāng)。此外，具有TAQ陰極的電池可以比現(xiàn)有電池更快地充電和放電，這可能會(huì)加快電動(dòng)汽車的充電速度。

為了穩(wěn)定有機(jī)材料，并增加其粘附在電池的電流收集器(由銅或鋁制成)上的能力，研究人員添加了纖維素和橡膠等填充材料。這些填充物占陰極復(fù)合材料的比重不到十分之一，所以它們不會(huì)顯著降低電池的存儲(chǔ)容量。

當(dāng)鋰離子在電池充電時(shí)流入陰極時(shí)，這些填料還可以防止陰極破裂，從而延長(zhǎng)電池的使用壽命。

制造這種陰極所需的主要材料是醌前體和胺前體，它們已經(jīng)作為商品化學(xué)品在商業(yè)上大量生產(chǎn)。研究人員估計(jì)，組裝這些有機(jī)電池的材料成本可能是鈷電池成本的三分之一到一半。

蘭博基尼已經(jīng)授權(quán)了這項(xiàng)技術(shù)的專利。dincere的實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃繼續(xù)開發(fā)可替代電池材料，并正在探索用鈉或鎂替代鋰的可能性，鈉或鎂比鋰更便宜，儲(chǔ)量也更豐富。

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【標(biāo)題】蘭博基尼對(duì)麻省理工學(xué)院開發(fā)的無(wú)鈷電池感興趣
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