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锂离子电池有新突破 低温太阳能电池成功研发

EDNC?? 2014年12月18日 ?? 收藏0
新式电极设计可望实现快速充电

美国普渡大学(Purdue University)的研究人员为锂离子电池开发出一种新的电极设计,利用钖氧奈米粒子网路取代传统的石墨电极,可望使电池的充电时间从几个小时缩短到几分钟内完成。

当今大多数锂离子电池的阳极都是由石墨制造而成的,理论上只能达到372mA-hr/g的最大储存容量,因而阻碍了电池技术的进步。

普渡大学的研究人员以基于“多孔互连”钖氧化物结构的阳极进行一系列的实验,这种钖氧结构能够实现比石墨充电容量理论值更高两倍的储存容量。根据研究人员的展示,这种实验性的电池阳极能够在30分钟内完成充电,并提供430mA-hr/g的储存容量。

这种新的电池阳极是由互连的钖氧化物奈米粒子“有序网路”所组成的,使其十分适用于实际的商业生产。普渡大学化学工程副教授Vilas Pol解释,因为它们只需透过在沸水中添加锡醇盐先质后再进行热处理即可合成。

Pol说:“这是一种在沸水中加热金属-有机先质的简单快速方法。所采用的先质化合物是固体锡醇,这是一种类似于具有成本效益以及广泛使用的钛醇盐,未来也会成为完全可负担得起的材料。”

这项研究已发表于最新一期的《先进能源材料》(Advanced Energy Materials)期刊上。

在电池的充放电周期,当锡氧化物奈米粒子在加热到摄氏400度时,就会自组装成为一种含孔隙的网路,而使材料膨胀、收缩或呼吸。

“这些孔隙空间在此结构中非常重要,”普渡大学博士后研究助理Vinodkumar Etacheri说,“如果少了适当的孔隙大小,以及各个锡氧化物奈米粒子之间的互连,就会使电池发生故障。”

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