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新加坡科技研究局开发更耐用、寿命更长的锂离子电池

2017-06-27 267浏览 标签: 锂离子电池

2017年6月22日,锂离子电池使用非常广泛,但其具有一些缺点,包括能量储存有限、耐久性差、充电时间长等。新加坡科技研究局生物工程与纳米技术研究所(IBN)的研究人员开发出了一种新的工艺,可生产更耐用、更持久的锂离子电池。


在IBN Jackie Y. Ying教授的带领下,研究人员开发了一种生产锂离子电池负极材料的通用方法。负极由金属氧化物纳米片制成,是一种具有优异电化学和机械性能的超薄二维材料。

这些纳米片比一张纸薄了50,000倍,与目前的电池技术相比,能够更快地充电。纳米片大的表面积能更好地与电解质接触,从而增加了存储容量。该材料非常耐用,不易破损,从而提高了电池的保质期。制造金属氧化物纳米片的现有方法耗时且难以扩大。IBN研究人员通过使用氧化石墨烯更简单、更快捷的合成金属氧化物纳米片。氧化石墨烯是具有化学反应性的二维碳材料,可促进其表面金属氧化物的生长。

使用氧化石墨烯作为模板,通过简单的混合工艺将金属氧化物生长成纳米片结构,随后进行热处理。通过控制组成和性质,研究人员能够合成各种各样的金属氧化物纳米片。

新技术需要一天的时间即可生产出纳米片,而之前报道的方法需要一周的时间。其不需要使用压力室,并且在合成过程中只有两个步骤,使得纳米片易于大规模制造。

                                                                                                                                                  

测试表明,使用这种广义方法生产的纳米片具有优异的锂离子电池负极性能,比目前电池中使用的石墨负极长三倍。

Jackie Y. Ying教授表示:“我们的纳米片已经表明其非常有希望作为锂离子电池负极材料使用。这种新方法可能是开发用于高性能锂离子电池金属氧化物纳米片的下一步。其也可用于能源储存、催化和传感器等其他领域。”

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