新型纳米负极材料可提高锂离子电池的容量和循环寿命

例如,主要用于笔记本电脑和智能手机的传统锂离子电池,已经达到了性能极限。

基于石墨烯的2D / 3D纳米复合材料的HRSEM图片。(图片信用:Freddy Kleitz /UniversitätWien; Glaudio Gerbaldi / PoliteCnico diorino,CC-By-NC)

来自化学能力的弗雷迪克莱特茨,欧洲杯足球竞彩材料化学家维也纳大学而国际研究人员已经为锂离子电池创造了一种创新的纳米结构阳极材料,这增加了电池的容量和循环寿命。基于与石墨烯的介孔混合金属氧化物的材料可以提供新的策略,以使电池在电动或混合动力车如电动或混合动力车辆等大型器件中进行最佳使用。该研究已作为最新问题的封面故事公布先进的能源材料欧洲杯足球竞彩

由于它们的高能量密度,零记忆效果和延长的循环寿命,锂离子电池不仅是移动设备的最广泛的能量存储装置,而且是电动迁移率的希望的承载。科学家正在寻找创新类型的有源电极材料,将电池推向随后的高性能和耐用性水平,并使它们更适合大型设备。“纳米结构锂离子电池材料可以提供良好的溶液欧洲杯足球竞彩,“来自维也纳大学无机化学功能材料的弗雷迪克莱蒂茨(PoliteCnico diorino)的Claudio Gerbaldi的无机化学功能材料,意大利Po欧洲杯足球竞彩liteCnico diorino的主要作者是该研究的主要作者.

这两位研究人员和他们的同事开发的2D/3D纳米复合材料基于混合金属氧化物和石墨烯;因此,它显著提高了锂离子电池的电化学性能。

在我们的测试运行中,新的电极材料提供了显着提高的特定容量,即使在高达1,280毫安的最高电流制度下,也具有超过3,000可逆充电和放电循环的前所未有的可逆循环稳定性

Freddy Kleitz,维也纳大学无机化学-功能材料系系主任。欧洲杯足球竞彩

现有的锂离子电池在充电近1000次后就会失去性能。

新配方

传统阳极通常由碳材料如石墨制成。

金属氧化物具有比石墨更好的电池容量,但它们非常稳定,导电较少

Freddy Kleitz,维也纳大学无机化学-功能材料系系主任。欧洲杯足球竞彩

科学家们发现了一种技术,可以最佳地利用这两种化合物的积极特征。他们创造了一种新型电极活性材料,该材料基于混合金属氧化物和高导电性和稳定性的石墨烯,与大多欧洲杯足球竞彩数过渡金属氧化物纳米结构和复合材料相比,表现出了优异的性能。

作为初始步骤,使用新设计的烹饪方法,科学家能够以受控方式均匀地混合铜和镍来实现混合金属。利用纳米摩托 - 一种制备介孔材料的技术 - 它们显影了结构化的纳米多孔混合金属氧化物颗粒,其由于其广泛的孔网欧洲杯足球竞彩络而与电池电解质的电解质交换具有极高的活性反应区域。欧洲杯猜球平台然后,研究人员使用喷雾干燥技术用薄的石墨烯层紧密地包裹混合金属氧化物颗粒。欧洲杯猜球平台

简单高效的设计

从环境角度来看,使用锂离子电池进行电子迁移被认为是困难的,例如,因为它们的原材料密集型生产。能够存储尽可能多的能量的小型电池可以使用尽可能长的时间,并且生产成本不高,这可能会促进其在大型设备中的应用。“与现有的方法相比,我们的创新工程策略是新的高性能和持久的阳极材料是简单和有效的。这是一种水基工艺,因此对环境友好,并准备应用于工业水平,“研究作者结束了。

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