如今電池已經(jīng)成為人們生活、工作過(guò)程中不可或缺的一部分，如何提高電池容量也成為研發(fā)人員們不斷探索的方向。而以下這些研究成果將很有可能引起電池技術(shù)變革，給人們的生活帶來(lái)更多便利。

富鋰錳基正極材料研究獲進(jìn)展

日前，中科院寧波材料所的相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)表示，其在富鋰錳基正極材料的研究領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展。富鋰錳基正極材料放電比容量高達(dá)300mAh/g，是當(dāng)前商業(yè)化應(yīng)用磷酸鐵鋰和三元材料等正極材料放電比容量的一倍左右，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，富鋰錳基正極材料是新一代高能量密度動(dòng)力鋰電池正極材料的理想之選。富鋰錳基材料具有成本低、容量高、無(wú)毒安全等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足鋰電池在小型電子產(chǎn)品和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域的使用要求。

雖然富鋰錳基正極材料具有放電比容量高？的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但要將其實(shí)際應(yīng)用于動(dòng)力鋰電池，還必須解決富鋰錳基電池庫(kù)倫效率低、循環(huán)壽命差以及倍率性能偏低等缺點(diǎn)。研究團(tuán)隊(duì)近日通過(guò)提高晶格氧的活性來(lái)改善富鋰錳基正極材料的首次充放電效率和倍率性能，為該材料改性研究提供了新思路。目前研究團(tuán)隊(duì)正推進(jìn)富鋰錳基正極材料的中試開(kāi)發(fā)。

棉花也能當(dāng)材料？

沒(méi)錯(cuò)，天然棉花也能成為電池原料。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所先進(jìn)炭材料研究部近日表示，以天然棉花為前驅(qū)體，經(jīng)過(guò)高溫碳化，制備出具有高導(dǎo)電性的三維空心碳纖維泡沫，最終獲得硫的面密度最高可達(dá)21.2mg/cm2的三維空心碳纖維泡沫硫正極。

據(jù)了解，鋰硫電池被視為最有發(fā)展前景的下一代高能量電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)之一。然而基于多電子反應(yīng)的鋰硫電池在充放電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生“穿梭效應(yīng)”，造成不可逆容量損失，嚴(yán)重制約了鋰硫電池的實(shí)用化進(jìn)程。采用三維空心碳纖維泡沫硫作為正極的鋰硫電池，能夠有效抑制“穿梭效應(yīng)”，從而保證鋰硫電池良好的循環(huán)穩(wěn)定性，這種復(fù)合電極在循環(huán)150次之后，可實(shí)現(xiàn)70%的容量保持率。

此項(xiàng)研究不僅展示了以天然物質(zhì)為原料制備高導(dǎo)電性碳材料的方法，還提出了抑制鋰硫電池“穿梭效應(yīng)”的新思路，為開(kāi)發(fā)高性能高面容量的鋰硫電池開(kāi)辟了新的途徑。

以“鎂”代“鋰”電解質(zhì)上尋突破

據(jù)外媒報(bào)道，豐田汽車(chē)公司正在研究以鎂電解質(zhì)取代當(dāng)前鋰離子電池中使用的鋰電解質(zhì)。豐田認(rèn)為鎂元素相較鋰元素有兩大好處：首先，鎂可以允許密集能量?jī)?chǔ)存；另外，鋰是一種不穩(wěn)定的金屬元素，容易引起火災(zāi)發(fā)生，鎂元素相對(duì)更加安全。豐田北美研究所研究人員表示，他們已經(jīng)尋找到一種方法，通過(guò)利用儲(chǔ)氫器中所使用材料來(lái)制造鎂電解質(zhì)。豐田汽車(chē)公司稱，可能需要20年的時(shí)間來(lái)使這一技術(shù)大規(guī)模投入利用。

新型添加劑提升電池容量

同豐田一樣，日產(chǎn)也在尋找方法提升電動(dòng)車(chē)電池性能。日產(chǎn)采用的技術(shù)手段是在電池中摻進(jìn)一種叫做“非晶一氧化硅”的添加劑，以提升鋰離子電池的容量。這種化學(xué)物質(zhì)可使電池保留更多的鋰離子，從而提升電池總體性能。這一技術(shù)打開(kāi)了利用新的化學(xué)元素制造具備更長(zhǎng)續(xù)航里程的電動(dòng)車(chē)電池的大門(mén)。

被寄予厚望的石墨烯材料

石墨烯作為最薄、強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料，被人們稱之為“黑金”，科學(xué)家們甚至稱其將“徹底改變21世紀(jì)”。石墨烯材料如果能成功的應(yīng)用在鋰離子電池中，可大幅度提升鋰離子電池充放電速度，實(shí)現(xiàn)電池技術(shù)的巨大突破，并將推動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)躍進(jìn)式發(fā)展。

近日，首款石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品在京發(fā)布。這款被命名為“烯王”的石墨烯基鋰離子電池產(chǎn)品性能優(yōu)良，可在-30℃—80℃環(huán)境下工作，電池循環(huán)壽命高達(dá)3500次左右，充電效率是普通充電產(chǎn)品的24倍。

這并不是第一款研發(fā)成功的石墨烯電池。超威集團(tuán)、海寶特種電源有限公司等企業(yè)已各自推動(dòng)相關(guān)研發(fā)，將石墨烯應(yīng)用到鉛酸蓄電池當(dāng)中，使電池容量得到了大幅度的提升。

無(wú)處不在的納米技術(shù)

納米技術(shù)同樣也被大量地應(yīng)用到電池新材料的研發(fā)當(dāng)中。

斯坦福教授崔屹就致力于將納米技術(shù)與電池相結(jié)合，并開(kāi)發(fā)出了一系列的電池納米技術(shù)，其中包括硅納米線取代石墨負(fù)極、Yolk-Shell納米結(jié)構(gòu)新型負(fù)極、金屬鋰負(fù)極、硫正極等方面的研究。

日本研究人員也宣布，他們用簡(jiǎn)單方法開(kāi)發(fā)出了一種擁有大量納米級(jí)孔洞的海綿狀碳材料。這種碳材料的表面積比同等重量的石墨大得多，如果將其用于制造蓄電池的電極，電池容量能變大。

科技創(chuàng)新是促使電池技術(shù)不斷提高的動(dòng)力因素。隨著各大科研機(jī)構(gòu)以及企業(yè)對(duì)電池材料相關(guān)領(lǐng)域的不斷探索，電池容量以及電池安全性等重要指標(biāo)已經(jīng)得到很大的改善，相信在不久的將來(lái)，電池產(chǎn)品會(huì)更加高效、安全地應(yīng)用到人們的生活當(dāng)中。