据TechRadar报道,韩国化学技术研究院(KRICT)的研究团队通过在锂离子电池正极中添加少量名为石墨相氮化碳的材料,提高了电池的功率输出能力,在高倍率放电条件下容量提升166%,功率密度最高提升至2.85倍。

锂离子电池充电时,锂离子从正极经电解质材料流向另一端的负极;电池放电使用时,离子则反向流动。要在相同体积和重量下储存更多能量,一条可行途径是加厚正极,但这样做会同时增加锂离子移动的难度,使电池中储存的能量无法全部释放。这项经过测试的新方案正是针对该问题提出的。

研究人员称,把石墨相氮化碳加入正极后,高倍率放电时容量提升166%,功率密度最高增至2.85倍。这些数字并不意味着以毫安时计量的容量变大,而是指在高负载状态下能释放出更多电量,并且维持时间更长。在锂离子电池中,快速消耗大量电能会使电池实际可提供的总容量低于以较慢速度使用同等电能时的水平。

放到电动汽车上,这意味着车辆可以更用力加速,并更长时间保持高性能,同时对总续航的削弱更小。家用储能电池搭配洗衣机等瞬时耗电较大的电器使用时,也能更好地保持容量。小型设备同样受益:无人机起飞时需要瞬时拉高功率,游戏笔记本和工作站笔记本则会随工作负载突然增加功耗。

研究人员表示,该技术最终可能让电池采用更厚的正极,从而在相同空间内提供更多毫安时容量,但这一设想并未在本次研究中得到测试。接下来的挑战是设法扩大规模并推广这项技术。

据KRICT院长申锡敏(Shin Seok-min)介绍,这种锂离子电池的替代路径有望用于电动汽车、储能系统和机器人等领域,适用范围很广,尤其适合能够容纳体积较大电池的设备与系统。