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普渡大学制纳米链电极 增加电池容量/缩短充电时间

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时间:1900/1/1 0:00:00

据国外媒体报道,手机、电脑或电动汽车中的电池寿命取决于电池正极材料中能储存多少锂离子。如果电池中的锂离子耗尽,就无法产生驱动设备的电流,因此设备无法使用。

discovery

而锂离子存储容量高的材料要么太重,要么形状不合适,无法替代目前电池使用的电极材料——石墨。现在,普渡大学的科学家和工程师们想出了一种方法,可以重新组合电极材料,设计新的电极,从而延长电池寿命,使电池更加稳定,并缩短充电时间。这项研究创造了一种名为“纳米链”的网络结构,由锑制成。据悉,锑是一种可以增强锂离子电池充电能力的金属。研究人员将这种纳米链电极与石墨电极进行对比,发现当纳米链电极和硬币大小的电池只充电30分钟时,经过100次充放电循环后,其锂离子容量是石墨电极电池的两倍。

discovery

一些商用电池已经开始使用类似于金属锑负极的碳金属复合材料作为电极,但是由于这种材料会吸收锂离子,会膨胀到石墨电极的三倍,这使得这种电池在充电时存在安全隐患。普渡大学的科学家通过使用化合物还原剂和成核剂将小锑颗粒连接成纳米链,以适应膨胀空间。研究小组使用了一种特殊的还原剂氨硼烷,在纳米链内部产生间隙,从而允许一定的膨胀,防止电极失效。研究小组将氨硼烷应用于几种不同的锑化合物,发现只有锑酰胺产生纳米链结构,该纳米链结构在至少100次充放电循环后保持电池锂离子容量稳定。研究人员表示,这种电池设计也可以用于更大的电池,该团队计划下一步在软包电池中进行测试。或许在未来,可以开发出适用于电动汽车的电池。据国外媒体报道,手机、电脑或电动汽车中的电池寿命取决于电池正极材料中能储存多少锂离子。如果电池中的锂离子耗尽,就无法产生驱动设备的电流,因此设备无法使用。

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而锂离子存储容量高的材料要么太重,要么形状不合适,无法替代目前电池使用的电极材料——石墨。现在,普渡大学的科学家和工程师们想出了一种方法,可以重新组合电极材料,设计新的电极,从而延长电池寿命,使电池更加稳定,并缩短充电时间。这项研究创造了一种名为“纳米链”的网络结构,由锑制成。据悉,锑是一种可以增强锂离子电池充电能力的金属。研究人员将这种纳米链电极与石墨电极进行对比,发现当纳米链电极和硬币大小的电池只充电30分钟时,经过100次充放电循环后,其锂离子容量是石墨电极电池的两倍。

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一些商用电池已经开始使用类似于金属锑负极的碳金属复合材料作为电极,但是由于这种材料会吸收锂离子,会膨胀到石墨电极的三倍,这使得这种电池在充电时存在安全隐患。普渡大学的科学家通过使用化合物还原剂和成核剂将小锑颗粒连接成纳米链,以适应膨胀空间。研究小组使用了一种特殊的还原剂氨硼烷,在纳米链内部产生间隙,从而允许一定的膨胀,防止电极失效。研究小组将氨硼烷应用于几种不同的锑化合物,发现只有锑酰胺产生纳米链结构,而纳米链结构保持锂离子ca……电池在至少100次充放电循环后保持稳定。研究人员表示,这种电池设计也可以用于更大的电池,该团队计划下一步在软包电池中进行测试。或许在未来,可以开发出适用于电动汽车的电池。

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