查尔姆斯理工大学采用新型石墨烯 使钠离子电池的容量提高10倍

无论是形成一种用作热开关的特殊泡沫，与陶瓷混合形成一种超级坚韧的电解质，还是包裹精细的硅颗粒，石墨烯正在以一些有趣的方式塑造电池技术的未来。据国外媒体报道，瑞典科学家在可持续钠电池中添加了一种新的石墨烯材料，使电池容量增加了10倍。

(来源:查尔姆斯理工大学)

科学家们致力于寻找更好的新电池设计，并希望用丰富的钠取代昂贵且储量低的锂。与锂离子电池类似，在钠离子电池中，离子通过电解质在两个电极之间移动，从而产生电能。但就目前情况来看，其表现并不尽如人意。

部分原因是钠离子的体积相对于锂离子来说太大了，所以不能很好的适应具有堆叠石墨烯层的石墨电极。正常情况下，在电池循环的嵌入过程中，离子会自由进出石墨电极，但大量的钠离子无法有效储存在这种结构中。这大大影响了钠离子电池的性能，其容量约为35mAh/g，仅为锂离子电池的十分之一。

为了找到解决这一问题的方法，查尔姆斯理工大学的研究人员专注于一种具有特殊性能的新型石墨烯。这种Janus石墨烯以罗马神话中的双面神命名，其特点是在两个相反的面上不对称的化学功能化。同时，材料的一面只有分子，既作为间隔基，又作为钠离子的活性位点。

在这种情况下，只存在于石墨烯材料一侧的分子可以促进堆叠片材之间的静电相互作用，并在它们之间产生更多的空间。研究小组发现，这有助于显著提高容量。研究人员孙锦华说:“我们在石墨烯层的一侧添加了分子间隔物。当这些层堆叠在一起时，分子在石墨烯片之间形成更多的空间，并提供相互作用点，从而显著增加容量。”

通过使用创新的Janus石墨烯代替石墨，实验钠离子电池的容量可以达到332 mAh/g。这比传统设计高出约10倍，接近石墨中的锂容量。研究人员表示，这项研究仍处于早期阶段，但结果是有希望的。这表明有可能设计出适合钠离子的有序石墨烯层，可以与石墨相媲美。无论是形成一种用作热开关的特殊泡沫，与陶瓷混合形成一种超级坚韧的电解质，还是包裹精细的硅颗粒，石墨烯正在以一些有趣的方式塑造电池技术的未来。据国外媒体报道，瑞典科学家在可持续钠电池中添加了一种新的石墨烯材料，使电池容量增加了10倍。

(来源:查尔姆斯理工大学)

科学家们致力于寻找更好的新电池设计，并希望用丰富的钠取代昂贵且储量低的锂。与锂离子电池类似，在钠离子电池中，离子通过电解质在两个电极之间移动，从而产生电能。但就目前情况来看，其表现并不尽如人意。

部分原因是钠离子的体积相对于锂离子来说太大了，所以不能很好的适应具有堆叠石墨烯层的石墨电极。正常情况下，在电池循环的嵌入过程中，离子会自由进出石墨电极，但大量的钠离子无法有效储存在这种结构中。这大大影响了钠离子电池的性能，其容量约为35mAh/g，仅为锂离子电池的十分之一。

为了找到解决这一问题的方法，查尔姆斯理工大学的研究人员专注于一种具有特殊性能的新型石墨烯。这种Janus石墨烯以罗马神话中的双面神命名，其特点是在两个相反的面上不对称的化学功能化。同时，材料的一面只有分子，既作为间隔基，又作为钠离子的活性位点。

在这种情况下，只存在于石墨烯材料一侧的分子可以促进堆叠之间的静电相互作用……并在它们之间创造更多的空间。研究小组发现，这有助于显著提高容量。研究人员孙锦华说:“我们在石墨烯层的一侧添加了分子间隔物。当这些层堆叠在一起时，分子在石墨烯片之间形成更多的空间，并提供相互作用点，从而显著增加容量。”

通过使用创新的Janus石墨烯代替石墨，实验钠离子电池的容量可以达到332 mAh/g。这比传统设计高出约10倍，接近石墨中的锂容量。研究人员表示，这项研究仍处于早期阶段，但结果是有希望的。这表明有可能设计出适合钠离子的有序石墨烯层，可以与石墨相媲美。

标签：发现

汽车资讯热门资讯