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美国伊利诺伊大学香槟分校发现具有超离子性的硒化铜纳米团簇,可以用于下一代锂离子电池的固体电解质

2017-02-22 205浏览 标签: 美国硒化铜纳米

2017年2月20日,美国伊利诺伊大学香槟分校(UIUC)介绍了其化学家们发现的一种超离子固体,可以作为下一代锂离子电池的固体电解质材料。关于这种纳米结构材料的研究成果发表在了近期的Nature Communications杂志上,题为“硒化铜团簇中的液体状阳离子亚晶格”。该研究工作由美国化学学会石油研究基金支持。


UIUC的Prashant Jain教授研究组发现,超小的硒化铜纳米团簇可以为下一代锂离子电池制造超离子固体电解质(图片来自UIUC)

随着电子设备的小型化发展,更便捷、小型、稳定的锂离子电池一直是科学家们的研究方向。随着电池的小型化,其中的液体电解质因体积不足造成的循环降解为用户带来越来越多的安全隐患,比如在使用过程中爆炸。而固体电解质在安全性上可以远超液体电解质,但其较低的离子移动速率所带来的低电池效率仍是有待解决的难题。

UIUC的化学家们在研究铜硒化物的表面反应时偶然发现了硒化铜纳米团簇的超离子性:这些直径约为2纳米的超小团簇在室温下显示出了半流体的性质。这一发现为下一代固体电解质的研发奠下了基石,因为硒化铜纳米团簇电解质将结合液体和固体电解质的优点,既具有固体的稳定性,又可以像液体一样使离子在其中快速移动,保证电池效率。

事实上,早先铜硒化物就被发现在高温下具有超离子性,此次则是首次发现其超小纳米团簇在室温下的超离子性质。

研究人员正在努力将这种纳米团簇纳入电池,并对比其与现有的固态、液态电解质之间的性能,争取早日将这种材料应用到下一代锂离子电池中。

 

 

 

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