鉅大LARGE | 點擊量:933次 | 2020年04月28日
MIT著眼于固體材料的晶格結構 探尋大容量鋰離子電池材料
據(jù)外媒報道,麻省理工學院(MIT)的研究人員與橡樹嶺國家實驗室(OakRidgeNationalLaboratory,ORNL)、日本東京工業(yè)大學(TokyoInstituteofTechnology)的同行們采用全新方法——晶格動力學(latticedynamics),旨在改變離子遷移率(ionmobility)及穩(wěn)定性。
為此,尋找一種新的固態(tài)離子導體就變得十分關鍵了,該材料務必擁有以下兩種特性:較高的離子遷移率及穩(wěn)定性。此外,該材料的離子遷移率需能媲美液體,還要達到固體的長期穩(wěn)定性。
關鍵在于這類固體材料晶體結構的晶格屬性,該結構關乎熱波及聲波——聲子(phonons)等振動如何穿透材料。研究人員正關注這類新結構,旨在證明其能精準預計材料的實際屬性。
若能獲知給定材料的振動頻率,就能預判新材料的化學屬性或解釋實驗結果。研究人員發(fā)現(xiàn),采用建模測定晶格屬性后,并確定晶格屬性與鋰離子導體材料傳導性間的關聯(lián)性。
值得一提的是,可通過調(diào)整晶格結構來精密調(diào)整鋰金屬本身的振動頻率(vibrationalfrequency)。若采用化學替代物或滲染劑(dopants)可細微調(diào)節(jié)原子的結構布置。
這一新理念為研發(fā)新款高性能材料供應了新思路和新方法,該類材料或將大幅提升電池容量,還能提升電池的安全性。
目前,該方法已被用于尋找某些具有前景的備選材料,該技術或將被用于分析材料屬性,并將其用于固體氧化物燃料動力電池、膜基脫鹽系統(tǒng)(membranebaseddesalinationsystems)或產(chǎn)氧過程(electrochemicalprocesses)等其它電化學過程。
該項研究獲得了寶馬、美國國家科學基金會(NationalScienceFoundation)及美國能源部的支持。