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双碳钾离子电池技术容量几乎不衰减

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本文摘要:近日,中国科学院深圳先进设备技术研究院构建所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队顺利研发出有了一种新型高性能、低成本双碳钾离子电池,涉及研究成果ADual-CarbonBatteryBasedonPotassium-IonElectrolyte(《基于钾离子电解液的双碳电池(K-DCB)》)已在线公开发表于能源材料期刊AdvancedEnergyMaterials上。锂离子电池已普遍应用于便携式电子设备、储能设备等领域。

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近日,中国科学院深圳先进设备技术研究院构建所功能薄膜材料研究中心研究员唐永炳及其研究团队顺利研发出有了一种新型高性能、低成本双碳钾离子电池,涉及研究成果ADual-CarbonBatteryBasedonPotassium-IonElectrolyte(《基于钾离子电解液的双碳电池(K-DCB)》)已在线公开发表于能源材料期刊AdvancedEnergyMaterials上。锂离子电池已普遍应用于便携式电子设备、储能设备等领域。但随着锂离子电池渐渐应用于智能手机、电动汽车等领域,锂的需求量大幅快速增长,而锂的全球储量有十分受限且产于失衡,导致原材料价格上涨快速增长,相当严重制约了我国低成本、高性能储能器件领域的较慢发展。钾元素由于具备和锂相近的物理化学性质,且其储量非常丰富,成本便宜,且与钠比起具备更加较低的水解还原成电位,使得基于钾离子的二次电池体系受到普遍注目。

此外,近年来,双碳电池由于其正负极都使用环保廉价的石墨材料,具备成本便宜、工作电压高等优势,受到业界普遍注目。融合钾离子电池与双碳电池各自的优点,唐永炳及其团队成员季必发、张帆等人顺利研发出有一种新型高性能、低成本、环保友好关系的双碳钾离子电池。该电池使用中间相碳微球为负极,收缩石墨作为负极;电解液使用廉价简便的六氟磷酸钾作为钾盐电解质水溶液有机溶剂中。

其反应机理为:电池时,电解液中的钾离子运动到中间相碳微球负极表面,并映射至石墨层中,同时六氟磷酸根阴离子插层到负极石墨中;静电时,钾离子从负极石墨层中瞬,同时负极石墨中的六氟磷酸根脱嵌返回电解液中。研究指出,该新型廉价双碳钾离子电池的静电中值电压高达4.5V,单个纽扣电池就能同时照亮两颗LED灯,并且电池充放电循环100圈后,容量完全没波动,使得其可以符合低电压器件的拒绝。

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相对于现有传统锂离子电池技术,该新型电池将大幅度降低生产成本,还具备环保友好关系、安全性低、能量密度比较较高等优点,因此在大规模可再生清洁能源储存、通讯可用电源等领域具备普遍的应用于前景。


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