普渡大學制納米鏈電極 增加電池容量/縮短充電時間
發布日期:2019-11-18        



據外媒報道,手機、電腦或電動汽車中電池壽命的長短取決于電池負極材料中可以存儲多少鋰離子。如果電池中的鋰離子被耗盡,就無法產生電流來驅動設備,因而設備就無法使用。
 
 

 

但是,現在具備較高鋰離子存儲能力的材料要么太重,要么形狀不合適,都無法代替目前電池中使用的電極材料 – 石墨。

 

現在,普渡大學(Purdue University)的科學家和工程師們推出一種方法,能夠將電極材料重新組合,設計新電極,從而延長電池壽命,使電池更穩定,并且縮短充電時間。

 

該項研究創造了一種網狀結構,稱為“納米鏈”(nanochain),由銻構成。據報道,銻是一種能夠增強鋰離子電池充電能力的金屬。研究人員將此類納米鏈電極與石墨電極進行比較,發現當配備納米鏈電極、硬幣大小的電池只充30分鐘電時,在100次充放電循環后,其鋰離子容量是配備石墨電極電池的兩倍。

 

 

有些商用電池已經開始使用類似于金屬銻負極的碳-金屬復合材料作為電極,但是由于此種材料會吸收鋰離子,因而與石墨電極相比,會膨脹到三倍大,導致此類電池在充電時成為一種安全隱患。

 

普渡大學的科學家通過使用化合物 – 還原劑和成核劑,將小的銻顆粒連接成納米鏈形狀,以容納膨脹空間。研究小組采用的特殊還原劑 – 氨硼烷,在納米鏈內部創造空隙,從而允許一定的膨脹并防止電極失效。

 

研究小組將氨硼烷應用于幾種不同的銻化合物中,發現只有氨化銻產生了納米鏈結構,而且該納米鏈結構讓電池的鋰離子容量在至少100次的充放電循環后仍保持穩定。

 

研究人員表示,此種電池設計還可以用于尺寸更大的電池,該團隊計劃下一步將在軟包電池中進行測試。或許未來,可以研發出適用于電動汽車的電池。(文中圖片均來自普渡大學官網)


來源:中國高科技行業門戶
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