石墨烯+碳納米管，萊斯大學研發新陽極攻克樹突難題

據外媒報道，萊斯大學解決了長期困擾電池研究人員的電池枝晶問題。該大學開發的鋰金屬電池的容量是商用鋰離子電池的三倍。

萊斯大學的設計團隊將鋰保存在一種獨特的陽極中，該陽極由石墨烯和碳納米管通過一種新工藝制成。該材料最早創建于2012年，其本質是3D碳表面，可以為鋰提供足夠的存儲空間。從理論上講，陽極本身已經達到了鋰金屬的最大儲存空間，可以防止樹枝晶等有害堆積物的形成。根據研究人員的說法，樹突等鋰離子積累會滲透到電池的電解質中。如果枝晶導致陽極與陰極接觸，將導致短路，電池液滴可能會報廢。更重要的是，電池會著火或爆炸。萊斯大學的化學家詹姆斯·圖爾負責這個研究項目。據他介紹，當新電池充電時，鋰金屬表面會覆蓋一層高導電性的碳雜化物，這種雜化物具有很強的導電性，碳納米管緊密粘附在石墨烯表面。據美國化學學會雜志ACS Nano報道，為了安全和用電，這種混合物已經取代了商用鋰電池中的石墨陽極。Tour表示，新型陽極的碳納米管森林密度低、表面積大，電池充放電時有足夠的空間讓鋰離子顆粒游動。鋰金屬分布均勻，電解液中帶電的鋰離子會散開，抑制枝晶的增殖。他說，盡管電池樣品的功率受到陰極的限制，但陽極材料的鋰離子儲能已達到3351mA/g，接近其最大理論值，是鋰離子電池的10倍。由于碳納米管地毯的密度較低，其鋰離子涂層將分布在基底上，以確保最大限度的空間利用率。為了測試陽極，萊斯大學實驗室使用硫基陰極和電解質構建了全套電池。據說，硫基陰極在充放電500多次后，容量保持率高達80%。研究小組使用電子顯微鏡觀察了陽極的圖像。經過多次測試，電極表面沒有樹枝狀或掛毯狀結構，陽極表面仍然光滑。當用肉眼觀察時，發現電池的顏色在近四分之一的地方是深色的，那里的鋰金屬耗盡并被銀占據。Tour說：“很多人做電池研究，只關注陽極，因為研究整個電池更難。為此，我們開發了一種配套的硫基陰極技術，與第一代超高容量鋰金屬陽極相匹配。目前，研究團隊正在重新生產此類電池、陰極和陽極，進行中試規模生產材料正在測試中。“據外媒報道，萊斯大學解決了長期困擾電池研究人員的電池枝晶問題。該大學開發的鋰金屬電池的容量是商用鋰離子電池的三倍。

萊斯大學的設計團隊將鋰保存在一種獨特的陽極中，該陽極由石墨烯和碳納米管通過一種新工藝制成。該材料最早創建于2012年，其本質是3D碳表面，可以為鋰提供足夠的存儲空間。從理論上講，陽極本身已經達到了鋰金屬的最大儲存空間，可以防止樹枝晶等有害堆積物的形成。根據研究人員的說法，樹突等鋰離子積累會滲透到電池的電解質中。如果枝晶導致陽極與陰極接觸，將導致短路，電池液滴可能會報廢。更重要的是，電池會著火或爆炸。萊斯大學的化學家詹姆斯·圖爾負責這個研究項目。據他介紹，當新電池充電時，鋰金屬表面會覆蓋一層高導電性的碳雜化物，這種雜化物具有很強的導電性，碳納米管緊密粘附在石墨烯表面。據美國化學雜志ACS Nano報道……

為了安全和用電，這種混合物已經取代了商用鋰電池中的石墨陽極。Tour表示，新型陽極的碳納米管森林密度低、表面積大，電池充放電時有足夠的空間讓鋰離子顆粒游動。鋰金屬分布均勻，電解液中帶電的鋰離子會散開，抑制枝晶的增殖。他說，盡管電池樣品的功率受到陰極的限制，但陽極材料的鋰離子儲能已達到3351mA/g，接近其最大理論值，是鋰離子電池的10倍。由于碳納米管地毯的密度較低，其鋰離子涂層將分布在基底上，以確保最大限度的空間利用率。為了測試陽極，萊斯大學實驗室使用硫基陰極和電解質構建了全套電池。據說，硫基陰極在充放電500多次后，容量保持率高達80%。研究小組使用電子顯微鏡觀察了陽極的圖像。經過多次測試，電極表面沒有樹枝狀或掛毯狀結構，陽極表面仍然光滑。當用肉眼觀察時，發現電池的顏色在近四分之一的地方是深色的，那里的鋰金屬耗盡并被銀占據。Tour說：“很多人做電池研究，只關注陽極，因為研究整個電池更難。為此，我們開發了一種配套的硫基陰極技術，與第一代超高容量鋰金屬陽極相匹配。目前，研究團隊正在重新生產此類電池、陰極和陽極，進行中試規模生產材料正在測試中。"

標簽：發現

汽車資訊熱門資訊