通过电镀实现高能和高功率锂离子电池

在锂电池中制造阴极的传统工艺需要将活性材料与基板结合的胶水，这既可以占用空间并降低电池性能。Najing University，Xerion Advanced Battery Corporation和Illinois大学的一支研究团队现已找到一种方法，通过将活性材料电压到基板上进行电绕过胶水。电镀允许产生的阴极的更高设计灵活性，质量和性能。

锂（Li）离子电池对于手机，笔记本电脑和其他便携式电子设备至关重要。电池充电和放电期间的电能流是由在两个称为阳极和阴极的电极之间移动的李子产生的。阳极通常由碳材料制成，而阴极通常由Li过渡金属氧化物组成。

LI过渡金属氧化物可以在高温下合成为粉末。为了构造电极，首先将粉末与胶水和其他添加剂混合到浆液中，并将浆液散布到薄薄的铝箔纸上，即电流收集器。干燥后，可以将阴极组装在电池中。

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胶水在常规阴极制造中妨碍

但是，这种阴极制造的问题是胶。它限制了电池可以储存多少能量，因为它必须很薄。它还限制了电池的性能。

胶水不活跃。Xerion Advanced Battery Corporation的研究合着者Hailong Ning说，它不会为电池贡献任何东西，并且会阻碍电池中的电力流动。”“您所有这些不活动的材料都占用电池内部的空间，而全世界都在试图从电池中获得更多的能量和动力。”

该研究团队是中国纳金大学，Xerion Advanced Battery Corporation和美国伊利诺伊大学Urbana-Champaign大学的合作，发现了一种程序，可以在铝制材料上进行电镀，以绕过铝箔，以绕过泥浆和胶水。

这些发现允许生产高质量和高性能的阴极材料，并打开了由可存储很多能量的固体材料组成的电池门。欧洲杯足球竞彩该研究最近发表在《杂志》上欧洲杯线上买球科学进步。

电镀气管显示出更好的性能，质量和灵活性

科学家在论文中证明，电镀子阴极比传统工艺制造的阴极可存储30％的能量。还发现带有新型阴极的电池可以更快地充电和放电，因为泥浆会产生的无活性胶或多孔结构阻碍电流。

取而代之的是，发现阴极材料层几乎是固体的，这使其更稳定并允许更多的能量存储。

阴极材料和铝箔之间的良好接触也使阴极非常灵活，从而实现了灵活的电池设计。还有另一个优点：电镀工艺会产生纯阴极材料，即使起始材料不是那么纯净。欧洲杯足球竞彩对于制造商而言，这意味着他们可以使用质量较低的材料，这些材料较便宜，并且仍能产生最终产品的性能，欧洲杯足球竞彩正如Braun所解释的那样。

电镀：将底物浸入金属离子的液态浴中

研究人员可以通过称为电镀的过程来实现这一切。电镀在行业中广泛用于涂上带有另一种金属薄膜的金属，以添加第一金属缺乏的属性。一个例子是通过将汽车零件或用铬浴缸镀金来防止腐蚀。电镀也用于通过在更便宜的金属中添加一层黄金来制作较便宜的珠宝。

在当前的研究中，通过将底物浸入含有金属离子并施加电子电流的液体浴中来实现电镀。这样，底物被金属涂覆。伊利诺伊州材料科学与工程学教授Paul V. Braun说：“这是制造电池阴极的全新方法，导致电池具有以前无法获得的形式和功能。”欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

除了将常规铝箔作为当前收集器外，研究人员还证明，电镀与其他底物（例如碳泡沫）一起使用，碳泡沫是一种轻巧且廉价的材料。他们进一步发现，电镀式多孔底物可以以更大的柔韧性获得阴极。

Nanjing University的教授Huigang Zhang表示：“这种方法为灵活和三维电池阴极开门。”布劳恩补充说：“这些设计是无法实现的。但是，真正重要的是，它是一种高性能的材料，几乎是牢固的。通过使用实心电极而不是多孔电极，您可以在给定的体积中存储更多的能量。归根结底，人们希望电池能够储存大量能量。”

资料来源：

1. 张等。（2017）电镀锂过渡金属氧化物，科学进步欧洲杯线上买球3，E1602427，doi：10.1126/sciadv.1602427。
2. Liz Ahlberg（2017）电镀可提供高能量，高功率电池，物理学，可在以下网址提供：https：//phys.org/news/2017-05-lectroplating-high-energy-energy-energy-high-power-high-power-batteries.html（评估：15/05/2017）。
3. 图片来源：shutterstock.com/axyse

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