新技术突破电池容量理论极限

来源：科技日报

2023-06-26 10:00:51

给电动汽车充电通常需要10小时或更长时间，即使采用快速充电方式，也至少需要30分钟。韩国浦项科技大学最新开发的一项突破性技术，可将存储容量提高到理论极限的约1.5倍，从而使电动汽车能够在短短6分钟内充满电。研究成果作为封面论文发表在新一期《先进功能材料》杂志上。

用于电动汽车的锂离子电池的效率取决于负极材料储存锂离子的能力。研究团队此次使用一种新的自杂化方法，设计了一种合成锰铁氧体作为负极材料的新方法，该材料以其卓越的锂离子存储容量和铁磁性能而闻名。

研究人员首先在氧化锰与铁的混合溶液中实现电置换反应，形成内部为氧化锰、外部为氧化铁的异质结构化合物，然后使用水热法制造了具有扩大表面积的纳米厚锰铁氧体片。这种方法利用了高度自旋极化的电子，显著提高了大量锂离子的存储容量，这项创新最终超出了锰铁氧体阴极材料的理论容量50%以上。

增大负极材料的表面积有利于大量锂离子的同时运动，从而提高电池的充电速度。实验结果表明，与目前市场上电动汽车所用的容量相当的电池相比，新方法充放电仅需6分钟。该研究成果对如何克服传统负极材料的电化学局限性，并通过利用电子自旋进行表面改变的合理设计来增加电池容量提供了新见解。

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