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　　研究人員開發(fā)了提高下一代金屬離子電池正極材料容量的方案

　　Skoltech能源科學(xué)與技術(shù)中心的科學(xué)家開發(fā)了一種豐富的和可擴(kuò)展的方法，以增加廣泛的金屬離子電池正極材料的容量。這些發(fā)表在《材料化學(xué)雜志A》上的發(fā)現(xiàn)，可以用于開發(fā)新一代先進(jìn)的可充電儲能設(shè)備。

　　由于一些科學(xué)突破，現(xiàn)代鋰離子電池的創(chuàng)造成為可能。其中之一是由諾貝爾獎獲得者約翰-B-古德諾(JohnB.Goodenough)開發(fā)的含有可逆性提取鋰離子的正極材料。這些材料的實施有助于避免不安全的陽極，如金屬鋰。然而，包括有限的容量、適度的循環(huán)穩(wěn)定性、低充放電率、環(huán)境友好性等問題仍有待解決。

　　幾十年來，研究人員一直在為開發(fā)更好的電池材料投入巨大的努力。因此，各種具有吸引力的陰極材料已經(jīng)被提出。然而，依靠這些材料的電池往往只有在含有不安全的、高活性的、可提取陽離子的陽極時才能達(dá)到其全部能量密度。這是由陰極中缺乏流動的金屬離子造成的。這個問題導(dǎo)致容量有限，而且在許多情況下，使本來很有吸引力的材料的實際應(yīng)用變得復(fù)雜。

　　在KeithStevenson教授的指導(dǎo)下，Skoltech的博士生RomanKapaev展示了這個問題如何在廣泛的材料中得到解決。他建議用還原劑溶液處理陰極，還原劑是由芳香族化合物(如萘或酚醛)衍生的堿金屬鹽。

　　該方法的一個重要優(yōu)勢是其可擴(kuò)展性。該過程不需要復(fù)雜的條件，而且相對安全。此外，還原劑在與陰極反應(yīng)后可以被回收，因為它們的氧化還原化學(xué)作用是可逆的。這些特點使該方法在大規(guī)模應(yīng)用中很有前景。

　　這種方法適用于廣泛的有機(jī)和無機(jī)電池材料。此外，它不僅適用于鋰離子電池，也適用于鈉離子和鉀離子電池，這些電池有可能是更可持續(xù)和更低成本的儲能設(shè)備。通過調(diào)整還原劑的數(shù)量或其氧化電位，可以控制陰極中金屬離子的含量。

　　羅曼-卡帕耶夫說："這種方法可以作為一個強(qiáng)大的工具箱，可以用來改善各種電池材料的性能,這也是一種直接和廉價的方法，具有可回收的試劑，所以我們相信它適合大規(guī)模的實際應(yīng)用。"