据外媒报道，日本先进科学技术研究所(JAIST)使用生物基聚合物制造稳定的负极材料，可以大大加快电动汽车的充电速度。
(来源:phys.org)
随着气候变化的日益严重，越来越多的研究人员致力于提高电动汽车的性能，以取代传统的燃油汽车。其中，改进电池是一个关键问题。除了安全耐用，大部分人都想加快充电速度。目前领先电动车充电需要40分钟左右，而燃油车加油时间不超过5分钟。因此，将充电时间降低到15分钟以内是一个可行的选择。
在电动汽车领域，锂离子电池应用广泛。提高锂离子的扩散速度可以缩短锂离子电池的充电时间。这可以通过增加电池负极中使用的碳基材料的层间距离来实现。虽然通过引入氮杂质(技术上称为氮掺杂)已经取得了一些成功，但是没有容易控制层间距离或集中掺杂元素的方法。
JAIST的研究团队开发了一种负极制造方法，这种方法可以使锂离子电池以极快的速度充电。研究人员使用一种相对简单、环保和高效的方法来制造含氮量非常高的碳基负极。负电极的前体材料是聚(苯并咪唑)，它是一种生物基聚合物，可以由生物衍生的原料合成。研究小组在800摄氏度下煅烧这种热稳定材料，制备出氮含量达到17%的碳负极。研究人员成功验证了这种材料的合成，并利用扫描电子隧道显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱分析了其成分和结构特性。
为了测试这种负极的性能，并与更常见的石墨材料进行比较，研究人员制作了半电池和全电池，并进行了充放电实验。结果表明，由于锂离子动力性能的提高，这种负极材料适合于快速充电。此外，耐久性测试表明，使用该负极材料的电池经过3000次高倍率充放电循环后，仍能保持初始容量的90%左右，远高于石墨基电池。研究人员表示，这种负极材料的充电速度极快，适用于电动汽车。缩短充电时间将鼓励消费者选择电动汽车而不是燃油汽车，从而使环境更加清洁。
这种负电极材料的另一个优点是在其合成中使用生物基聚合物。作为一种低碳技术，这种材料自然会产生协同效应，进一步减少二氧化碳的排放。此外，研究人员表示，这种方法将促进具有快速充放电能力的负极材料的结构-性能关系的研究。
调整聚合物前驱体的结构有望改善材料的性能。除了用于电动汽车的电池，这种材料也适用于便携式电子产品。此外，开发高耐久性电池有利于减少稀有金属的使用，稀有金属是不可再生资源。据外媒报道，日本先进科学技术研究所(JAIST)使用生物基聚合物制造稳定的负极材料，可以大大加快电动汽车的充电速度。
(来源:phys.org)
随着气候变化的日益严重，越来越多的研究人员致力于提高电动汽车的性能，以取代传统的燃油汽车。其中，改进电池是一个关键问题。除了安全耐用，大部分人都想加快充电速度。目前领先电动车充电需要40分钟左右，而燃油车加油时间不超过5分钟。因此，将充电时间降低到15分钟以内是一个可行的选择。
在电动汽车领域，锂离子电池应用广泛。增加锂离子的扩散速度可以缩短充电时间……锂离子电池。这可以通过增加电池负极中使用的碳基材料的层间距离来实现。虽然通过引入氮杂质(技术上称为氮掺杂)已经取得了一些成功，但是没有容易控制层间距离或集中掺杂元素的方法。
JAIST的研究团队开发了一种负极制造方法，这种方法可以使锂离子电池以极快的速度充电。研究人员使用一种相对简单、环保和高效的方法来制造含氮量非常高的碳基负极。负电极的前体材料是聚(苯并咪唑)，它是一种生物基聚合物，可以由生物衍生的原料合成。研究小组在800摄氏度下煅烧这种热稳定材料，制备出氮含量达到17%的碳负极。研究人员成功验证了这种材料的合成，并利用扫描电子隧道显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱分析了其成分和结构特性。
为了测试这种负极的性能，并与更常见的石墨材料进行比较，研究人员制作了半电池和全电池，并进行了充放电实验。结果表明，由于锂离子动力性能的提高，这种负极材料适合于快速充电。此外，耐久性测试表明，使用该负极材料的电池经过3000次高倍率充放电循环后，仍能保持初始容量的90%左右，远高于石墨基电池。研究人员表示，这种负极材料的充电速度极快，适用于电动汽车。缩短充电时间将鼓励消费者选择电动汽车而不是燃油汽车，从而使环境更加清洁。
这种负电极材料的另一个优点是在其合成中使用生物基聚合物。作为一种低碳技术，这种材料自然会产生协同效应，进一步减少二氧化碳的排放。此外，研究人员表示，这种方法将促进具有快速充放电能力的负极材料的结构-性能关系的研究。
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