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普渡大學制納米鏈電極 增加電池容量/縮短充電時間

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時間:1900/1/1 0:00:00

據國外媒體報道,手機、電腦或電動汽車中的電池壽命取決于電池正極材料中能儲存多少鋰離子。如果電池中的鋰離子耗盡,就無法產生驅動設備的電流,因此設備無法使用。

discovery

而鋰離子存儲容量高的材料要么太重,要么形狀不合適,無法替代目前電池使用的電極材料——石墨。現在,普渡大學的科學家和工程師們想出了一種方法,可以重新組合電極材料,設計新的電極,從而延長電池壽命,使電池更加穩定,并縮短充電時間。這項研究創造了一種名為“納米鏈”的網絡結構,由銻制成。據悉,銻是一種可以增強鋰離子電池充電能力的金屬。研究人員將這種納米鏈電極與石墨電極進行對比,發現當納米鏈電極和硬幣大小的電池只充電30分鐘時,經過100次充放電循環后,其鋰離子容量是石墨電極電池的兩倍。

discovery

一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,但是由于這種材料會吸收鋰離子,會膨脹到石墨電極的三倍,這使得這種電池在充電時存在安全隱患。普渡大學的科學家通過使用化合物還原劑和成核劑將小銻顆粒連接成納米鏈,以適應膨脹空間。研究小組使用了一種特殊的還原劑氨硼烷,在納米鏈內部產生間隙,從而允許一定的膨脹,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,發現只有銻酰胺產生納米鏈結構,該納米鏈結構在至少100次充放電循環后保持電池鋰離子容量穩定。研究人員表示,這種電池設計也可以用于更大的電池,該團隊計劃下一步在軟包電池中進行測試。或許在未來,可以開發出適用于電動汽車的電池。據國外媒體報道,手機、電腦或電動汽車中的電池壽命取決于電池正極材料中能儲存多少鋰離子。如果電池中的鋰離子耗盡,就無法產生驅動設備的電流,因此設備無法使用。

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而鋰離子存儲容量高的材料要么太重,要么形狀不合適,無法替代目前電池使用的電極材料——石墨。現在,普渡大學的科學家和工程師們想出了一種方法,可以重新組合電極材料,設計新的電極,從而延長電池壽命,使電池更加穩定,并縮短充電時間。這項研究創造了一種名為“納米鏈”的網絡結構,由銻制成。據悉,銻是一種可以增強鋰離子電池充電能力的金屬。研究人員將這種納米鏈電極與石墨電極進行對比,發現當納米鏈電極和硬幣大小的電池只充電30分鐘時,經過100次充放電循環后,其鋰離子容量是石墨電極電池的兩倍。

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一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,但是由于這種材料會吸收鋰離子,會膨脹到石墨電極的三倍,這使得這種電池在充電時存在安全隱患。普渡大學的科學家通過使用化合物還原劑和成核劑將小銻顆粒連接成納米鏈,以適應膨脹空間。研究小組使用了一種特殊的還原劑氨硼烷,在納米鏈內部產生間隙,從而允許一定的膨脹,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,發現只有銻酰胺產生納米鏈結構,而納米鏈結構保持鋰離子ca……電池在至少100次充放電循環后保持穩定。研究人員表示,這種電池設計也可以用于更大的電池,該團隊計劃下一步在軟包電池中進行測試。或許在未來,可以開發出適用于電動汽車的電池。

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