2016年10月24日
这是一个插图显示制造trilayer电极的过程。(来源:元阳、哥伦比亚工程)
能量密度的新方法来提高锂电池(锂)已开发的元阳,材料科学和工程学副教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球哥伦比亚大学工程。
因为trilayer结构由杨,电池能够保持稳定的环境空气电池更持久,并为制造商变得更便宜。本研究工作预计将即兴发挥锂电池的能量密度10 - 30%,并提出了在纳米快报》网络版上。
锂电池第一次充电时,他们失去了在5 - 20%的能量在第一周期。通过我们的设计,我们已经能够挽回这个损失,我们认为我们的方法具有巨大的潜力增加操作时间为便携式电子设备的电池和电动汽车。
元阳,助理教授,哥伦比亚大学工程
在锂电池第一次充电后生产,少量的液体电解质简化为固相,形成涂层在电池的负极。这个过程是不可逆的,减少了能量存储在电池中,一般是做过电池从工厂运来。
先进的负电极,损失通常是10%,它甚至可以达到一个值高达20 - 30%为下一代负电极,具有高容量。这是因为这些材料具有高的表面积和也有大量扩张欧洲杯足球竞彩。
损失巨大的初始水平降低了可实现的能力在一个完整的细胞和妥协实现能量密度以及这些纳米电极的循环寿命。
随后的一般技术,为了弥补这一损失将某些富锂材料的电极。欧洲杯足球竞彩然而,大多数这些富锂材料在环境空气不稳定。欧洲杯足球竞彩制造电池在没有水分的干燥的空气是一个非常昂贵的过程比生产环境空气。
为了克服这个问题,杨已经开发出一种新的trilayer电极结构,可以在环境空气制造lithiated电池阳极。研究人员维护锂的层聚合物PMMA为了保存水分和空气的反应。
此外,研究人员涂布PMMA与某些活跃的硅纳米粒子和人造石墨等材料。欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台有机层后来电池电解液溶解,从而暴露锂电极材料的表面。欧洲杯足球竞彩
这样我们可以避免任何接触空气不稳定的锂和lithiated电极之间,所以trilayer-structured电极可以在环境空气操作。这可能是一个有吸引力的推进lithiated电池电极对大规模生产。
元阳,助理教授,哥伦比亚大学工程
这项技术由杨降低硅电极的容量损失,从13%到-15%,石墨电极从8%降至-0.3%。锂值显示,有超过-15%,并可以利用额外的锂电池循环寿命提高,由于多余的锂可以视为连续周期补偿容量损失。
因为,过去二十年中,能量密度,或容量锂离子电池已提高5 - 7%,每年杨的结果显示解决方案来提高锂离子电池的容量。研究者和他的团队正试图减少聚合物涂层的厚度,以便它可以在锂电池占据小的体积,并且可以扩大技术由他开发的。
这个三层电极结构的确是一个聪明的设计,使加工lithium-metal-containing环境条件下电极。电极的首次库仑效率为锂电池行业是一个大问题,这有效的补偿和易于使用的技术不可逆锂离子损失将吸引着投资者的兴趣。
海亮,化学助理教授,耶鲁大学