2017年5月18日
第一次的研究人员Helmholtz-Zentrum柏林(HZB)已经开发出一种纳米材料产生的氧化钛纳米粒子compound-namely, Ti欧洲杯猜球平台4O7(有一个非常大的表面积),分析了其用法作为阴极材料在锂硫电池。
新的纳米材料非常多孔和高存储容量几乎保持恒定无数充电周期。
多孔结构的纳米颗粒是在电子显微镜下可见。欧洲杯猜球平台来源:HZB。
现在锂电池被认为是最理想的解决方案将电能存储在一个小空间。放电周期期间,电池中的锂离子从阳极到阴极旅行。一般来说,阴极和阳极有毒的重金属化合物的组成以及昂贵的。
令人印象深刻的替代锂电池是锂硫电池的阴极包括现成的和经济的材料,也就是说,硫磺,而不是重金属。当锂离子从阳极向阴极放电周期期间旅行,硫化锂(李2S)通过反应形成之间通过不同的中间多硫化锂锂和硫磺。充电周期期间,多硫化锂溶解,导致电池的容量下降在多个充电周期,因为所谓的“航天飞机的效果。“因此,全世界的科学家们正努力提高阴极材料能够化学或物理限制或封装多硫化物,如二氧化钛(TiO的纳米颗粒形成欧洲杯足球竞彩欧洲杯猜球平台2)。
“透明国际”4O7纳米粒子相互欧洲杯猜球平台连通的孔隙结构
严教授的带领下,目前HZB研究人员开发了一种阴极材料,非常有效。即使在这种情况下,纳米粒子提供硫的监禁。欧洲杯猜球平台然而,二氧化钛,他们组成的4O7分子排列在多孔球形的表面上。这些多孔纳米粒子结合多硫化物大大比通欧洲杯猜球平台常的TiO更强烈2。
我们已经开发出一种特殊的制造过程来生成这个复杂,三维的相互联系的孔隙结构。
严教授,Helmholtz-Zentrum柏林
严路最初开发模板矩阵的形成微小的聚合物与多孔球体表面。模板准备的额外步骤,然后沉浸在钛异丙醇盐的解决方案。一层钛4O7上形成多孔球体,热处理后,分解底层聚合物。相比其他阴极材料形成的钛氧化物、钛欧洲杯足球竞彩4O7nanosphere矩阵有一个特别大的表面积。只有12 g的材料是足够的覆盖一个足球场。
解码函数在贝茜II
x射线能谱(XPS)测量在贝茜II有娘娘腔的实验表明,硫化合物结合强烈nanomatrix的表面。
高的比容量
这也占较高的比容量每克(1219 mAh)在0.1 C g (1 C = 1675 mA1)。具体的容量也发现减少一点点在重复放电/充电周期每周期(0.094%)。相比之下,阴极材料的比容量TiO的形成欧洲杯足球竞彩2纳米粒子是欧洲杯猜球平台683 mAh / g。为了提高材料的电导率,补充涂料可以应用于纳米粒子的碳。欧洲杯猜球平台这个过程可以确保高度多孔结构保持不受影响。
升级是可行的
我们一直在努力改善这种合成的可重复性一年多了。现在我们知道怎么做。接下来,我们将致力于制造薄膜材料。
严教授,Helmholtz-Zentrum柏林
此外,感兴趣的是,成功的在实验室的研究工作可以转移到商业生产,因为整个的流程,从胶体化学薄膜技术,是可伸缩的。