金屬氧化物有望成為下一代鋰離子電池的關鍵材料

據(jù)外媒報道，德克薩斯大學奧斯丁分校（University of Texas at Austin）科學家領導的國際研究小組發(fā)現(xiàn)，一些金屬氧化物可以儲存能量，而且遠遠超出理論極限，有望成為下一代鋰離子電池的關鍵材料。

該團隊發(fā)現(xiàn)，這些金屬氧化物擁有獨特的儲能方式，其儲能能力是目前市面上常見的鋰離子電池材料的三倍，有助于打造容量更大、體積更小、充電速度更快的電池。這些電池的性能更優(yōu)異，可以應用于智能手機、電動汽車等領域。

研究項目負責人Guihua Yu表示：“近20年來，研究領域一直對這些材料超出理論極限的超高儲能能力感到疑惑。本項研究的實驗證據(jù)首次表明，這些材料通過空間電荷儲存機制來儲存額外的電荷?！睘榱俗C明這一現(xiàn)象，該團隊找到了一種方法，監(jiān)控和測量該元素如何隨時間變化。參與該項目的包括得克薩斯大學、麻省理工學院、加拿大滑鐵盧大學、山東大學、青島大學和中國科學院的研究人員。

其核心發(fā)現(xiàn)是過渡金屬氧化物。在這類化合物中，氧和過渡金屬（如鐵、鎳和鋅）相結合，將能量存儲在金屬氧化物中。這與傳統(tǒng)方法不同，傳統(tǒng)的電池通過讓鋰離子在這些材料中出入，或者轉換晶體結構來儲能。研究人員還發(fā)現(xiàn)，在一系列常規(guī)電化學過程中形成的鐵納米粒子表面，也可以存儲額外的電荷容量。

研究顯示，大量的過渡金屬可以釋放額外容量，而且可以收集高密度電子。但是，研究人員表示，要深入了解這些材料的潛力，還有很長的路要走。

研究采用的關鍵技術是原位磁測技術。利用這種實時磁監(jiān)測方法，可以研究材料內(nèi)部電子結構如何演變，還能通過測量磁性的變化，量化電荷容量。這種技術可用于研究小尺度電荷存儲，其表征能力超出許多傳統(tǒng)表征工具。Yu表示：“本項研究使用的是物理學家常用但在電池界很少使用的技術，并且獲得了重要的研究成果。這是物理學和電化學的完美結合?！?br /> 責任編輯：tzh