約克大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種在保持性能，穩(wěn)定性和存儲(chǔ)容量的同時(shí)，使鋰動(dòng)力電池更加環(huán)保的方法。

鋰離子電池使用有毒的重金屬，當(dāng)它們從地下提取時(shí)會(huì)影響環(huán)境，并且難以安全處置。鈷是用于電池電極的重金屬之一。問(wèn)題的部分原因是鋰和鈷的供應(yīng)量不足，并且供應(yīng)也在減少。

使用有機(jī)材料是前進(jìn)的道路，科學(xué)系的托馬斯·鮑姆加特納教授和他的團(tuán)隊(duì)等科學(xué)家正忙于開(kāi)發(fā)和測(cè)試新分子，以找到合適的分子來(lái)替代目前使用的稀有金屬。

他說(shuō)：“有機(jī)電極材料被認(rèn)為是具有高功率能力的可持續(xù)電池極有希望的材料。”

他們的最新突破是創(chuàng)造了一種新的基于碳的有機(jī)分子，該分子可以替代目前鋰離子電池正極或正極中使用的鈷。新材料解決了無(wú)機(jī)材料的缺點(diǎn)，同時(shí)保持了性能。

鮑姆加特納說(shuō)：“用有機(jī)材料制成的電極可以使這些元素的大規(guī)模制造，回收或處置更加環(huán)保。” “目標(biāo)是制造出可持續(xù)的，穩(wěn)定的電池，并且具有同樣甚至更好的容量。”

這項(xiàng)研究發(fā)表在ChemPubSoc出版物《電池與超級(jí)電容器》(Batteries&Supercaps)三月版的封面上，并進(jìn)行了專題報(bào)道。

他說(shuō)：“利用我們制造的這類特殊分子，電活性成分非常適合用于電池，因?yàn)樗浅Ｒ子诖鎯?chǔ)電荷，并且具有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。”

鮑姆加特納(Baumgartner)及其小組先前在《先進(jìn)能源材料》(Advanced Energy Materials)雜志上發(fā)表的一篇論文中報(bào)道了電活性成分。

他說(shuō)：“我們已經(jīng)優(yōu)化了這種電活性成分，并將其放入電池中。它具有非常高的電壓，最高可達(dá)3.5伏，這確實(shí)是當(dāng)前電池所處的位置。” “這是制造完全有機(jī)和可持續(xù)電池的重要一步。”

鮑姆加特納(Baumgartner)以及博士后研究人員科林·布萊德斯(Colin Brides)和莫妮卡·斯托拉(Monika Stolar)也證明了這種材料在長(zhǎng)期運(yùn)行中穩(wěn)定，可以充電和放電500次。無(wú)機(jī)電極的缺點(diǎn)之一是，它們?cè)诔潆姇r(shí)會(huì)產(chǎn)生大量熱量，并且出于安全原因需要限制放電速率。這個(gè)新分子解決了這個(gè)缺點(diǎn)。

鮑姆加特納說(shuō)，下一步是進(jìn)一步提高產(chǎn)能。他的團(tuán)隊(duì)目前正在開(kāi)發(fā)下一代分子，這些分子在增加電流容量方面顯示出希望。