韩国浦项大学开发革命性快充电池技术

传统电动汽车充电需要数小时,而韩国浦项大学Won Bae Kim教授的研究小组开发的一种新型负极材料可将充电时间减少到6 min。锰铁氧体纳米片(通过独特方法合成)的使用提高了电池容量和充电速率。他们采用一种新颖的自杂交方法[一种简单的衍生电置换(Galvanic replacement)反应]合成了锰铁氧体(Mn3-xFexO4)纳米片。这一突破性技术使存储容量超出理论容量的1.5倍以上,电动汽车可在6 min内充满电。由于成果显著,这项研究获得认可,并作为封面论文发表在《Advanced Functional Materials》杂志上。

由于锰铁氧体具备优异的铁磁性能,属于优质的存储锂离子负极材料。在这项研究中,该研究小组设计了一种合成锰铁氧体的新方法,首先将锰与铁混合进行电置换反应,形成内部为氧化锰、外部为氧化铁的异质结构化合物;然后进一步采用水热法制造出了大比表面积、纳米级厚度的锰铁氧体薄片。高度自旋极化电子使锂离子储存能力显著增强,这一创新的锰铁氧体负极材料合成方法,使其存储容量超过理论容量50%以上。更大的负极材料表面积有利于大量锂离子的同时运动,从而提高了电池的充电速率,试验结果显示,一个容量相当于目前市场上使用的电动汽车电池只需要6 min就可以充满电。由于合成方法的改进,负极材料的理论容量取得突破,电池充电过程显著加快。