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锂离子电池有新突破 低温太阳能电池研发成功

发布日期:2014-12-20 14:39:35 【关闭】
摘要:锂离子电池有新突破 低温太阳能电池研发成功

美国普渡大学的研究人员为锂离子电池开发出一种新的电极设计,利用钖氧奈米粒子网路取代传统的石墨电极,能使电池的充电时间从几个小时缩短到几分钟内完成。

  当今大多数锂离子电池的阳极都是由石墨制造而成的,理论上只能达到372mA-hr/g的最大储存容量,因而阻碍了电池技术的进步。

  普渡大学的研究人员以基于“多孔互连”钖氧化物结构的阳极进行一系列的实验,这种钖氧结构能够实现比石墨充电容量理论值更高两倍的储存容量。根据研究人员的展示,这种实验性的电池阳极能够在30分钟内完成充电,并提供430mA-hr/g的储存容量。

  这种新的电池阳极是由互连的钖氧化物奈米粒子“有序网路”所组成的,使其十分适用于实际的商业生产。普渡大学化学工程副教授Vilas Pol解释,因为它们只需透过在沸水中添加锡醇盐先质后再进行热处理即可合成。

  Pol说:“这是一种在沸水中加热金属-有机先质的简单快速方法。所采用的先质化合物是固体锡醇,这是一种类似于具有成本效益以及广泛使用的钛醇盐,未来也会成为完全可负担得起的材料。”

  这项研究已发表于最新一期的《先进能源材料》期刊上。

  在电池的充放电周期,当锡氧化物奈米粒子在加热到摄氏400度时,就会自组装成为一种含孔隙的网路,而使材料膨胀、收缩或呼吸。

  “这些孔隙空间在此结构中非常重要,”普渡大学博士后研究助理Vinodkumar Etacheri说,“如果少了适当的孔隙大小,以及各个锡氧化物奈米粒子之间的互连,就会使电池发生故障。”

  最近,美国设备专业公司Natcore Technology的科学家宣布,通过结合专有先进技术与镭射加工技术,Natcore已研发出一种全低温、镭射加工的太阳能电池。

  Natcore科学家声称,Natcore工艺中无需温度高于350摄氏度的步骤。得益于精制的工艺,太阳能电池的功率输出大幅提升,生产成本却进一步下滑。科学家团队最新实验证实电池的开路电压已高于0.6 V,这已向他们的短期目标(0.65V)迈进了一大步。在进一步细化下,首批电池的效率已等于或高出当今最佳的商业电池。

  Natcore下一步战略计划将黑硅抗反射控制技术运用进太阳能电池,将电池的前触点移至背部,即所谓的互相交错接触模式。消除前触点能够令吸收进的太阳光线增加3%-4%,从而提升电池的转换效率。20140107114250_5390

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