你了解可充電電池中鋰離子的替代材料嗎？

在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的今天，各種各樣的高科技出現(xiàn)在我們的生活中，為我們的生活帶來(lái)便利，那么你知道這些高科技可能會(huì)含有的可充電電池中鋰離子嗎?

鋰(Li)是智能手機(jī)、筆記本電腦及電動(dòng)汽車(chē)等產(chǎn)品不可缺少的元素，它們使用的電池都是鋰離子電池。鋰離子電池是一種二次電池(蓄電池)，可以反復(fù)充電，長(zhǎng)期使用。放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極向正極移動(dòng)，從而產(chǎn)生電流。離子是指原子失去或得到電子而處于帶正電或負(fù)電的狀態(tài)。從外部向電池加電壓(充電)時(shí)，移到正極的鋰離子可返回負(fù)極，再次處于可放電的狀態(tài)。

隨著現(xiàn)代技術(shù)(尤其是電動(dòng)汽車(chē))越來(lái)越多地使用可充電電池，研究人員一直在尋找鋰離子替代材料，以用于可充電電池。據(jù)外媒報(bào)道，圣路易斯華盛頓大學(xué)麥凱維工程學(xué)院(McKelvey School of Engineering)的材料科學(xué)家們，在氟中發(fā)現(xiàn)一種潛在的鋰替代品。氟是一種儲(chǔ)量相對(duì)豐富的輕質(zhì)元素。

鋰離子電池主要依靠鋰離子(Li+)從負(fù)極移到正極來(lái)產(chǎn)生電。最初，鋰嵌在負(fù)極層狀碳的空隙中。用導(dǎo)線連接正負(fù)極后，鋰釋放出電子，變成鋰離子，穿過(guò)隔膜向正極移動(dòng)，在正極被層狀結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰“捕獲”。充電時(shí)的反應(yīng)與此完全相反。 鋰本身不用作負(fù)極材料，但是其混在碳中，實(shí)質(zhì)上起到了負(fù)極的作用。

有趣的是，氟離子是鋰離子的反面，對(duì)電子具有強(qiáng)的吸引力，這使其易于進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)。日本的研究人員也正在測(cè)試氟離子電池，以替代汽車(chē)中的鋰離子電池。他們說(shuō)，這些電池可使電動(dòng)汽車(chē)次充電即可行駛1,000公里(621英里)。但是，當(dāng)?shù)姆x子電池具有較差的可循環(huán)性-也就是說(shuō)，隨著充放電循環(huán)，它們往往會(huì)迅速降解。

電是類(lèi)相對(duì)較新的材料，原則上已經(jīng)有50多年的歷史了，但是直到近10到15年才對(duì)它們的性能有了更好的了解。盡管這些材料像普通金屬樣傳導(dǎo)電子，但與金屬中的“電子?！辈煌?，在電子中電子在整個(gè)晶體中離域，但在電子中，電子像離子樣位于晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)的特定間隙位置。

計(jì)算機(jī)化測(cè)試將氟化物引入了層狀氮化物氮化鈣和次碳化釔的間隙中。能量存儲(chǔ)能力接近鋰離子電池的性能。在氮化二鈣的情況下，它由相對(duì)豐富的元素組成，可以幫助克服鋰離子電池中當(dāng)使用的元素的供應(yīng)短缺。

以上就是可充電電池中鋰離子的一些值得大家學(xué)習(xí)的詳細(xì)資料解析，希望在大家剛接觸的過(guò)程中，能夠給大家一定的幫助，如果有問(wèn)題，也可以和小編一起探討。