纳米粒子网络电极

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2014年12月,西拉菲特,普渡大学化学工程副教授Vilas Pol表示:用锡氧化物纳米粒子网络代替平常用的石墨电极,将来可使电池充电时间缩短;由小时量级缩小到分钟量级。现有锂电池的阳极大多用石墨。但石墨的理论存储最大电量有限,约为372毫安小时/每克。重大妨碍了电池技术的进一步发展。研究人员用锡为基“多孔连接”阳极,它的理论充电容量约为石墨的二倍。制造以锡氧化物粒子电极的工艺简单;适合商品生产。但要控制好粒子间的空隙。
2014年12月,西拉菲特(West Lafayette),普渡大学化学工程(chemical engineering at Purdue University)副教授Vilas Pol表示:用锡氧化物纳米粒子网络代替平常用的石墨电极,将来可使电池充电时间,由小时量级减少到分钟量级。
电池有二电极;称为阴,阳极。现今锂电池的阳极大多用石墨。石墨的理论存储最大电量有限;,约为372毫安小时/每克。重大妨碍了电池技术的进一步展。
研究人员用以锡为基“多孔连接”阳极,它的理论充电容量约为石墨的二倍。实验表明,这样的阳极经30分钟充电后,尚有430毫安小时/每克的容量,比石墨电极慢充电10小时的理论最大容量还大。
由锡氧化物构成“有序网络”电极可实际商业化生产;因其工艺简单:将合成的锡醇先驱加入开水中,随后再热处理即成。详细的工艺过程发表在“先进能量材料”(Avanced Energy Materials)上。
当锡氧化物粒子热到400摄氏度时,它们“自-集合”成含孔的网络,在电池充-放电过程中,它允许材料膨胀和收缩 或呼吸。
对这种结构来说,这些纳米粒子间的空间是十分重要的。没有适当的孔尺寸和个别锡氧化物粒子间的联结,电池就会失败。
参考文献:
"Nanoparticle network could bring fast-charging batteries" www.purdue.edu/newsroom/releases/2014/Q4/nanoparticle-network-could bring-fast-charging-batteries.html
词条标签:
科学 学科