新式聚合物电池诞生 充电速度比锂离子电池快10倍
很难幻想咱们的日常日子中没有锂离子电池。它们主导了便携式电子设备的小标准电池商场，也遍及用于电动汽车。与此一起，锂离子电池也存在一些严峻的问题，包含：在低温下存在潜在的火灾风险和功能下降；以及废旧电池处理对环境的影响相当大。
据俄罗斯一研讨团队的领头人、圣彼得堡大学电化学系教授奥列格·列文介绍，化学家们一直在探究将氧化复原活性的含硝基基聚合物作为电化学储能资料。这些聚合物的特点是能量密度高，由于快速氧化复原的动力学，这种聚合物电池充电和放电速度快。但详细施行到产品中时，面对的一个应战是电导率缺乏，这阻止了电荷的搜集，即便运用高导电性的添加剂，如碳也难以处理问题。
圣彼得堡大学的研讨人员为了寻觅处理这个问题的办法，合成了一种根据镍硒复合物（NiSalen）的聚合物。这种金属聚合物的分子就像一根分子线，将能量密布的硝酰垂体衔接在上面。该资料的分子结构使其可以在较宽的温度范围内完结高电容功能。
'咱们在2016年提出了这种资料的概念。其时，咱们开端开发一个根底项目 "根据有机金属聚合物的锂离子电池电极资料"。该项目得到了俄罗斯科学基金会的赞助。在研讨这一类化合物的电荷传输机制时，咱们发现有两个要害的发展方向。首要，这类化合物可以作为保护层，掩盖在电池的主导体电缆上，不然就会用传统的锂离子电池资料制成。其次，它们可以作为电化学储能资料的活性成分，"Oleg Levin解说说。
这种聚合物的研制花了三年多的时刻。在第一年，科学家们对新资料的概念进行了测验：他们将各个成分结合起来，以模仿导电的骨干和具有氧化复原活性的含硝基氧基的垂体。有必要保证该结构的一切部分都能相互配合与加强。下一阶段是化合物的化学合成。这是项目中最具应战性的部分。这是由于有些成分极为灵敏，即便是科学家最细微的过错也或许导致样品的降解。
在取得的几种聚合物试样中，只要一种试样是满足安稳和高效的。新化合物的主链是由镍与Salen配体的复合物构成的（Salen这个姓名是由水杨醛（salicylaldehyde）和乙二胺（ethylenediamine，en）组合而成）。一种可以快速氧化和复原（充放电）的安稳自由基经过共价键与主链相连。
'运用咱们的聚合物制造的电池可以在几秒钟内完结充电--比传统的锂离子电池快10倍左右。这一点现现已过一系列试验得到了证明。可是，现阶段，它的容量依然落后--比锂离子电池低30-40%。Oleg Levin说："咱们现在正在尽力改进这一目标，一起坚持充放电速率。
新电池的阴极现已制造完结，用于化学电流源的正极。现在咱们需求负极，事实上，它不需求从头开端制造，可以从现有的电极中挑选。它们调配在一起将构成一个体系，在某些范畴，或许很快就会替代锂离子电池。
'新电池可以在低温下作业，在快速充电需求高的当地，它将是一个很好的挑选。它运用起来很安全，没有任何或许构成焚烧风险的物质，不像现在遍及运用的钴基电池。它所含的或许对环境形成损害的金属也大大削减。Oleg Levin说："咱们的聚合物中含有少数的镍，但比锂离子电池中的镍含量少得多。
据俄罗斯一研讨团队的领头人、圣彼得堡大学电化学系教授奥列格·列文介绍，化学家们一直在探究将氧化复原活性的含硝基基聚合物作为电化学储能资料。这些聚合物的特点是能量密度高，由于快速氧化复原的动力学，这种聚合物电池充电和放电速度快。但详细施行到产品中时，面对的一个应战是电导率缺乏，这阻止了电荷的搜集，即便运用高导电性的添加剂，如碳也难以处理问题。
圣彼得堡大学的研讨人员为了寻觅处理这个问题的办法，合成了一种根据镍硒复合物（NiSalen）的聚合物。这种金属聚合物的分子就像一根分子线，将能量密布的硝酰垂体衔接在上面。该资料的分子结构使其可以在较宽的温度范围内完结高电容功能。
'咱们在2016年提出了这种资料的概念。其时，咱们开端开发一个根底项目 "根据有机金属聚合物的锂离子电池电极资料"。该项目得到了俄罗斯科学基金会的赞助。在研讨这一类化合物的电荷传输机制时，咱们发现有两个要害的发展方向。首要，这类化合物可以作为保护层，掩盖在电池的主导体电缆上，不然就会用传统的锂离子电池资料制成。其次，它们可以作为电化学储能资料的活性成分，"Oleg Levin解说说。
这种聚合物的研制花了三年多的时刻。在第一年，科学家们对新资料的概念进行了测验：他们将各个成分结合起来，以模仿导电的骨干和具有氧化复原活性的含硝基氧基的垂体。有必要保证该结构的一切部分都能相互配合与加强。下一阶段是化合物的化学合成。这是项目中最具应战性的部分。这是由于有些成分极为灵敏，即便是科学家最细微的过错也或许导致样品的降解。
在取得的几种聚合物试样中，只要一种试样是满足安稳和高效的。新化合物的主链是由镍与Salen配体的复合物构成的（Salen这个姓名是由水杨醛（salicylaldehyde）和乙二胺（ethylenediamine，en）组合而成）。一种可以快速氧化和复原（充放电）的安稳自由基经过共价键与主链相连。
'运用咱们的聚合物制造的电池可以在几秒钟内完结充电--比传统的锂离子电池快10倍左右。这一点现现已过一系列试验得到了证明。可是，现阶段，它的容量依然落后--比锂离子电池低30-40%。Oleg Levin说："咱们现在正在尽力改进这一目标，一起坚持充放电速率。
新电池的阴极现已制造完结，用于化学电流源的正极。现在咱们需求负极，事实上，它不需求从头开端制造，可以从现有的电极中挑选。它们调配在一起将构成一个体系，在某些范畴，或许很快就会替代锂离子电池。
'新电池可以在低温下作业，在快速充电需求高的当地，它将是一个很好的挑选。它运用起来很安全，没有任何或许构成焚烧风险的物质，不像现在遍及运用的钴基电池。它所含的或许对环境形成损害的金属也大大削减。Oleg Levin说："咱们的聚合物中含有少数的镍，但比锂离子电池中的镍含量少得多。
