俄罗斯科学家发现电池中石墨的廉价有机替代品
2025-06-24 09:36
来源:塔斯社
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6月23日塔斯社消息,俄罗斯材料科学家研究发现,基于含有多种金属原子的多环芳烃电极,在许多情况下显著超越了用于电池生产的传统石墨电极的容量和其他关键性能。Skoltech(隶属于VEB.RF集团)新闻处对此进行了报道。

弗拉基米尔·斯米尔诺夫/塔​​斯社

斯科尔科沃科技学院教授亚历山大·克瓦什宁称:“所有研究的含有金属的多环芳烃晶体的容量都显著超过了石墨的标准值。例如,锂、钠、钾和铷的容量比石墨的相同指标高出1.2至1.3倍。而添加镁和钙后,这一数值甚至更高——约为2.3至2.6倍。”其言论被该大学新闻处引用。

教授们指出,如今锂离子电池的阳极(负极)通常由石墨制成。这种材料虽有不少优点,但容量有限,且生产时需将原材料加热到约3000摄氏度,这增加了电池生产的复杂性和成本。

斯科尔科沃理工学院高级研究员伊利亚·切普卡索夫补充道:“过去几年,科学家们一直在积极研究用有机材料(例如多环芳烃)制造阳极。它们比石墨更便宜,容量也更大。在我们的新研究中,我们选取了四种多环芳烃——萘、蒽、并四苯和并五苯——并将各种原子(锂、钠、钙、镁、铷和钾)嵌入到它们的分子间隙中。”该校新闻处援引了他的言论。

科学家进行的计算表明,将这些金属添加到多环芳烃中,可显著改善基于这些金属的阳极性能,包括其容量这一锂电池最重要的特性。其中,四苯并菲或五苯并菲与钙、锂或钠的组合所表现出的特性最为有趣,这些原子被引入这些碳氢化合物材料后,其厚度几乎不会改变体积。

研究人员希望,他们收集的信息将有助于研发出石墨阳极的理想替代品,从而降低电池生产成本,提升电池容量和耐用性。科学家们总结称,这将为创造更高效、更经济的电能储存解决方案开辟道路。

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