第78章 固态晶格能量电池(5000字)(2 / 5)

昭灵驷玉 / 著

第五小说网 https://www.di15.cc,最快更新 重生2013:超级科技帝国最新章节!

放电时,阳离子返回液态金属并重新获得电子沉积回液态合金中。

由于是合金,沉积/溶解过程发生在整个液态体相中,避免了局部浓度极化。

室温液态金属合金的优势是安全性极高、体积变化适应性极佳、界面阻抗低、理论容量高。

该电池的正极材料采用拓扑离子导体兼容型复合物,该材料能进行多电子氧化还原反应,提供高比容量。

具有纳米级孔道的拓扑离子导体材料,不仅作为电子/离子混合导体,其特殊的孔道结构能精确容纳和引导从电解质迁移过来的阳离子,确保它们高效地嵌入/脱嵌到活性材料晶格中,同时约束活性物质的溶解流失。

在复合物中引入少量元素硫或有机硫化物,利用其极高的理论容量,通过拓扑骨架的物理和化学约束作用,有效抑制多硫化物穿梭效应。

充放电时,阳离子通过固态电解质和正极内部的拓扑离子通道,嵌入/脱嵌到氟代聚阴离子化合物的晶格中,伴随多电子转移反应,拓扑骨架提供高速离子/电子通路,并稳定活性物质结构。

该电池的固态电解质,陆安采用了“应力/应变自适应的三维拓扑离子晶格”,这是核心技术。

其基础材料是基于稀土元素氧化物的特殊超离子导体,该材料在原子/分子尺度上具有类似“手性螺旋通道”的非平凡拓扑结构。

这种结构拓扑通道为离子提供了极低势垒的迁移路径,即使在室温下也能实现接近液态电解质的离子电导率。

拥有完美的电子绝缘性,防止内部短路。

拓扑通道的尺寸和化学环境经过陆安的精确设计,实现只允许特定大小和电荷的阳离子高效通过,阻挡其他离子和电子。

固态晶格能量电池的整体结构,负极集流体具有微通道结构的惰性导电材料用于容纳和引导液态金属流动,并提供电子通路;复合正极层由高容量多电子反应活性材料、拓扑离子导体骨架/包覆层和导电添加剂混合压制而成。

液态金属负极浸润在负极集流体的孔隙通道中,固态电解质层是致密、超薄的拓扑离子导体隔膜。

固态晶格能量电池制造工艺则是另一大核心科技。

其一是拓扑离子导体(TIC)的合成,陆安的解决方案是分子级拓扑结构引导外延沉积。

具体上,可以使用超高真空、超精密控制的分子束外延,在特定纳米图案如手性螺旋、分形结构的点阵列模板进行沉积。

沉积过程中,需要精确调控能量束流,可用离子束或激光干涉,诱导沉积材料中的物质按照预设的拓扑构型进行排列和键合。

最终形成具有宏观尺寸、完美三维拓扑离子通道网络的单晶或多晶薄膜,模板可在后续步骤中温和去除或转化为材料的一部分。

电池的复合正极制备是将氟代聚阴离子前驱体、硫源、拓扑离子导体粉末、导电剂按精确比例混合。

在特定气氛下进行拓扑结构引导烧结/热处理,该过程利用TIC粉末自身的拓扑特性,引导活性物质在其表面或孔道内结晶生长,形成紧密结合的复合结构,最后压制成型。

而负极集流体的处理则是对多孔集流体进行表面改性,以增强对液态金属的润湿性和稳定性。

固态晶格能量电池的组装也是高技术活儿,需要在严格的无水无氧环境中进行,依次叠放:正极集流体、复合正极层、TIC固态电解质隔膜、注入液态金属合金、负极集流体。

相关阅读: 军阀老爹不争气,我死战不退!女尊:有难言之症的她穿成了女帝名义:从接替老刘开始满门孽障?老夫人重生后通通逐出族谱嫌他穷?重欲太子爷按哭恶毒前妻凡人修仙:下山捡到小绿瓶,老头要修仙我的娘诶,孽缘一人之下,从修成遮天法开始男人三十断亲后,我囤满空间物资顿顿吃肉

相关推荐: 残魂重生修仙界半岛头号玩咖!鸣龙噬恶演武,诸天除魔百无禁忌大明:从战场捡属性开创诸天大明魔王大人深不可测一夕千悟,从杂役弟子开始修仙:从提升灵根资质开始我以奥术登临神座长生修仙:从福修开始重回1982小渔村影视剧中的王牌特工玄鉴仙族重燃青葱时代混沌天帝诀凌峰半岛小行星影视:开局获得阿尔法狗全球觉醒:开局加入聊天群宅魔女我的诡异人生模拟器混沌天帝诀帝皇的告死天使武装魔女我是如何当神豪的

本站所有小说为转载作品,所有章节均由网友上传,转载至本站只是为了宣传本书让更多读者欣赏。
Copyright © 2021 第五小说网 All Rights Reserved.
简体版 · 繁體版