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为追求环保的电动车技术,麻省理工学院(MIT)研究人员正在探索取代含钴电池的替代方
案。一个重要的方向是以锂铁磷酸盐(LFP)取代钴用于阴极。与此同时,新的突破性研究
也着眼于开发有机阴极,期望能完全淘汰钴。
MIT开发出新型锂离子电池材料,现已由Lamborghini授权应用于其电动车。此项突破性技
术采用有机阴极,免除传统锂离子电池中钴或镍金属所带来的高成本和环境影响。
了解钴的缺点与寻找替代之路
大多数电动车依赖含钴阴极的锂离子电池,其稳定性与能量密度都很高。然而,钴的缺点
包括稀缺性、价格波动,以及与开采作业有关的道德考量,如危险的工作环境和环境污染
等问题。MIT研究人员开发的新型电池材料提供了更环保且具成本效益的解决方案。
虽然磷酸铁锂(LFP)已成为可行的替代方案,但其能量密度仍不及钴和镍电池。有机材料
是另一个有前景的选择,但在匹敌钴电池的导电性、储存容量和寿命方面仍面临挑战。
Lamborghini六年合作及MIT的有机电池
发表在期刊《ACS Central Science》的这项研究题为“用于快速充电与长寿命锂离子电
池的层状有机阴极”,突显了有机阴极的潜力及其令人瞩目的特性。MIT研究人员创造的
有机阴极展现出与传统含钴电池相当的导电性、储存容量,且充电速度更快。
Lamborghini约六年前开始资助 MIT 开发有机电池用于电动车的计画。研究人员预估,组
装这些有机电池的材料成本可能更低,成本是钴电池成本的三分之一至二分之一。
麻省理工学院的资深研究人员对该材料影响力乐观的表示,该有机电池材料技术已可与现
有技术竞争,并能节省大量开采现今电池中所用金属的成本和痛苦以及环境问题。
有机阴极的表现
该新材料包含TAQ(双四氨基苯醌)的层状结构,这是一种具独特性质的有机分子。这些多
层双四氨基苯醌形成类似石墨结构,因存在被称为醌和胺的化学基团而具稳定性。该材料
的不溶解性可避免其溶解入电池电解质,这是某些有机电池材料常见的问题。这种电池寿
命可延长至2,000多个充电周期,且劣化极小。此外,采用TAQ阴极的新电池展现更快的充
放电能力,对电动车充电效率而言是有前景的。
研究人员加入纤维素和橡胶等填料,取代铜或铝等材料,以增强稳定性并使其附着于电池
的集电体。这些填料物质占阴极复合材料很小的比例,可预防锂离子流动时的破裂,进而
延长电池阴极寿命。
未来展望:探索钠与镁的替代方案
展望未来,研究人员将持续开发电池替代材料,并探索以钠(Na)或镁(Mg)取代锂的可能性
。这些更便宜、更丰富的替代方案,或许能为更可持续且具成本效益的电动车技术铺路。
Lamborghini与MIT的合作标志着电动车产业的重要时刻,突显了可持续电池技术的重要性
。无钴有机电池技术的问世代表创新突破,让电动车环保的未来可预期。为促进电动车的
广泛应用,降低车辆价格以确保更广大消费群的可及性和可负担性势在必行。这项合作不
仅改变产业,也为大众带来更环保与可及性电动车关键解决方案。
心得/说明:(30字以上)
MIT与Lamborghini合作开发无钴有机电池,成为电动车技术的重要突破。有机阴极带来低
成本、高效能的解决方案,提升了电池的可持续性。此举将为电动车的未来发展带来积极
影响,推动其成本降低和普及。