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【转帖】具有高能量密度和高放电速度的锂离子电池
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Nature vol.458 (7235), (12 Mar 2009) 具有高能量密度和高放电速度的锂离子电池 电池被认为具有高能量密度和低放电速度，而对快速放电的超级电容器来说，事实则正好相反。现在，Byoungwoo Kang和 Gerbrand Ceder开发出一种锂离子电池，这种电池向该假设提出了挑战，因为它放电速度极快，同时又能保持与超级电容器相似的能量密度，比一般锂离子电池的能量密度高两个数量级。这一点是通过改变电池中广泛使用的一种材料LiFePO4实现的。这项工作的起点是纳米尺度的LiFePO4，该材料已经能够提供相对较快的放电速度；然后，给该材料涂上一种相似的化合物，后者中Fe、P和O含量稍少一些。在加热时，该涂料会形成一个玻璃状的顶层，它可增强锂离子的流动性。基于这种技术的电池所具有的性能，有可能导致用于电化学储能的新应用。 Letters to Nature p.190 doi:10.1038/nature07853 |
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The storage of electrical energy at high charge and discharge rate is an important technology in today’s society, and can enable hybrid and plug-in hybrid electric vehicles and provide back-up for wind and solar energy. It is typically believed that in electrochemical systems very high power rates can only be achieved with supercapacitors, which trade high power for low energy density as they only store energy by surface adsorption reactions of charged species on an electrode material1–3. Here we show that batteries4,5 which obtain high energy density by storing charge in the bulk of a material can also achieve ultrahigh discharge rates, comparable to those of supercapacitors. We realize this in LiFePO4 (ref. 6), a material with high lithium bulk mobility7,8, by creating a fast ion-conducting surface phase through controlled off-stoichiometry. A rate capability equivalent to full battery discharge in 10–20 s can be achieved. |
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