蹺板開關(guān)提高鋰離子電池的電極的小說(shuō)

斯坦福大學(xué)的科學(xué)家聲稱已經(jīng)改善鋰離子電池的性能通過(guò)創(chuàng)建小說(shuō)硅制成的電極、導(dǎo)電高分子水凝膠。

在《自然》雜志上撰文通信,科學(xué)家描述了一項(xiàng)新技術(shù)生產(chǎn)低成本,硅基電池的潛在應(yīng)用范圍廣泛的電氣設(shè)備。

“發(fā)展中可充電的鋰離子電池具有高的能量密度和長(zhǎng)循環(huán)壽命是至關(guān)重要的,解決不斷增加的能源存儲(chǔ)需求為便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車和其他技術(shù),”研究作者之一鮑哲南,斯坦福大學(xué)化學(xué)工程系的教授。

找到一個(gè)實(shí)用、便宜的材料,增加了存儲(chǔ)容量的鋰離子電池,包和她的斯坦福大學(xué)的同事們轉(zhuǎn)向硅。

“我們一直試圖開發(fā)高容量鋰離子電池硅基電極好幾年了,”研究作者之一崔屹副教授在斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程。“硅有10倍的電荷存儲(chǔ)能力的碳,傳統(tǒng)的材料用于鋰離子電極。問(wèn)題是,硅擴(kuò)張和休息。”

研究表明,硅顆�？梢越邮�400 -體積膨脹結(jié)合鋰。當(dāng)電池充電或放電,臃腫的顆粒傾向于斷裂和失去電接觸。為了克服這些技術(shù)約束,斯坦福的研究小組使用一種制造技術(shù)稱為原位合成聚合覆蓋在硅納米顆粒在導(dǎo)電水凝膠。

這項(xiàng)技術(shù)使得科學(xué)家能夠創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定的鋰離子電池,保留高存儲(chǔ)容量到5000年周期的充電和放電。

我們將特殊電化學(xué)穩(wěn)定性的電池到獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)的硅復(fù)合電極,“寶在一份聲明中說(shuō)。

使用掃描電子顯微鏡,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)多孔水凝膠矩陣充斥著空的空間,使硅納米顆粒后膨脹鋰插入。這個(gè)矩陣也形成了三維網(wǎng)絡(luò),創(chuàng)建了一個(gè)電子導(dǎo)電通路在充電和放電。

“原來(lái),水凝膠已綁定網(wǎng)站,搭上硅粒子真的好,同時(shí)提供渠道快速運(yùn)輸?shù)碾娮雍弯囯x子,”崔說(shuō),首席研究員與斯坦福的原材料和能源科學(xué)研究院在SLAC國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)室。這使得一個(gè)非常強(qiáng)大的組合。

水凝膠和硅的混合物被證明有效的少得多比原位合成聚合技術(shù)。

“讓水凝膠第一,然后將其與硅粒子不怎么管用,”寶說(shuō)。“這需要一個(gè)額外的步驟,實(shí)際降低了電池的性能。與我們的技術(shù),每個(gè)硅納米顆粒是封裝在一個(gè)導(dǎo)電聚合物表面涂層和連接到水凝膠框架。提高電池的整體穩(wěn)定性。

水凝膠主要是由水,這樣會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池點(diǎn)燃-一個(gè)潛在的問(wèn)題,該研究小組已經(jīng)解決。我們利用三維網(wǎng)絡(luò)財(cái)產(chǎn)的水凝膠在電極,但在最后的生產(chǎn)階段,水被移除,“寶說(shuō)。“你不會(huì)想要水在一個(gè)鋰離子電池。

盡管許多技術(shù)問(wèn)題依然存在,崔是樂(lè)觀的潛在商業(yè)應(yīng)用新技術(shù)創(chuàng)建電極由硅和其他材料。

來(lái)源:崔屹斯坦福大學(xué)

這是一幅有關(guān)新電池的電極由一個(gè)復(fù)合水凝膠和硅的納米顆粒(Si NP)。每個(gè)Si NP是封裝在一個(gè)導(dǎo)電聚合物表面涂層和連接到一個(gè)三維水凝膠框架http://www.koudejun.com