比稀土还珍贵的金属


比稀土还珍贵的金属

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【比稀土还珍贵的金属】随着新能源汽车的普及,锂电池和氢燃料电池成为了最受欢迎的两种新能源汽车 。因为锂离子移动的电荷在正常条件下是不会被电解液吸附的,所以一旦锂离子接触到水就会出现大量液滴,这种现象被称为“电解质过饱和” 。如果是一块10克重的锂离子电池 , 它可以把水变成5克重的电解液 。有很多种方法可以解决锂电池和氢燃料电池问题 。下面 , 我们就来介绍一种比稀土还珍贵的金属:铍(pig)元素——铍!
1、铍的主要成分
铍是自然界中最重要的元素之一 。铍在地壳中平均含量为每克10~25 J (P) 。铍的金属性质十分活泼,可与任何金属发生反应,而且非常稳定 , 很容易与空气、酸、碱盐和氧化剂等反应 。铍几乎可以和所有物质发生反应 , 包括氢气、氧气、乙炔、氮气、二氧化碳、氯化氢、一氧化碳、硫化氢等气体和液体 。
2、镁也是铍的同位素
镁的同位素——镁(P)-镁(Mg)在自然界中分布非常广泛,有“银镁”之称 。通常情况下 , 镁的含量为2% 。然而 , 在放射性同位素分析技术中,由于镁的化学性质非常稳定,因此很少用到的一种金属——镁(P)也会与铍(P)发生同位素结合 。因此,镁(P)元素极有可能成为锂离子电池、氢燃料电池的重要原材料之一 。
3、铍的用途
铍是一种优良的核工业原料、原子能工业原料,它作为金属材料和原子反应堆用原子能装置中原子能核燃料的原料 。铍是世界上重要的战略资源之一,主要存在于中国、哈萨克斯坦、俄罗斯、印度、南非和墨西哥等国家的金属矿中 。主要伴生于金、银、铂、钯、铑、金等金属矿中 。铍及其合金作为一种重要材料被广泛应用于军事和国防工业以及民用核能技术领域 。应用于火箭发动机和反应堆的燃料中需要大量铍;用铍制造的超高温合金需要大量钴、镍、钨等金属;用作原子能工业和原子能核电站反应堆的燃料和主导性材料 。此外 , 铍在石油工业中也很重要;还用于化学机械工业中;还用来制造金属镁催化剂 。
4、铍对新能源汽车制造的影响
目前,国内的新能源汽车大部分采用的是磷酸铁锂电池 , 虽然磷酸铁锂电池安全性能更好、使用寿命更长 , 但是其高能量密度和较长的使用寿命限制了其发展 。因此,研发新型锂电池成为当下行业发展的热点趋势 。为了降低电池的使用寿命和充放电过程中的体积效应,很多厂商已经开始研发锂电池负极材料以降低电池体积和提高电池循环寿命 。电动汽车电池负极材料主要包括铝锂离子电解质、钴锂离子电解质和锂硫电池 。其中铝锂硫酸根电位高、比表面积大、扩散能力强、热稳定性好、能量密度大是电池正极材料的主要特点 。因此 , 铝锂硫酸根离子电位较低、扩散能力弱和热稳定性差是国内电动汽车电池负极材料设计的重点与难点;钴锂离子电解质不具备扩散能力,热稳定性好和能量密度大则是对磷酸铁锂锂电芯最重要的要求;而石墨是一种非导电物质,导热性能差、导热效率低和容易导致充电电阻增大等问题一直困扰着磷酸铁锂正极材料设计;氢气具有强对流属性及较好的耐高温性能,但是会使氢气分解加快而造成电化学效率降低 。


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