鉅大LARGE | 點擊量:834次 | 2020年04月28日
科學(xué)家研究出單壁碳納米管網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) 可延長鋰離子電池使用壽命
據(jù)外媒報道,在反復(fù)充放電后,鋰離子電池材料周邊會形成一個非活躍層(inactivelayer),影響電池的性能。為此,一直化學(xué)家組成的研究團隊研究出新方法,防止鋰離子電池陽極材料分解。
該團隊由喬治亞理工大學(xué)(GeorgiaTech)的ElsaReichmanis及紐約州立大學(xué)石溪分校(StonyBrookUniversity)的AmyC.Marschilok牽頭,制作了單壁碳納米管(single-walledcarbonnanotube,SWNT)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可利用ppBT(poly[3-(potassium-4-butanoate)thiophene])將SWNT固定在電池材料上。
ppBT的羧酸根基團(carboxylategroups)可與電池材料的極曲面(polarsurface)相配合,噻吩骨干(thiophenebackbone)可利用π-鍵合(π-bonding)與SWNT發(fā)生接觸,電子可在SWNT-ppBT網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)流動。電池材料周邊的納米管網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu),可供鋰離子在電池材料中移動,還能防止電池材料膨脹。
該系統(tǒng)可與兩類電池陽極材料搭配——磁性納米顆粒物(magnetitenanoparticles)及硅納米顆粒物(siliconnanoparticles)。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UniversityofIllinois,Urbana-Champaign)的聚合物及電子材料專家paulV.Braun指出,該項研究證明新方法可實現(xiàn)電池性能最大化,要對該款電池電極進行全盤的整體設(shè)計,考慮鋰離子及電子的傳導(dǎo)性、活動空間及特定的化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)因素。
Reichmanis表示,該方法對電池技術(shù)研發(fā)起到了助推用途,在部件制造時需確保材料的均勻性及可靠性。