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新型电极可增加锂电池寿命

导读: 近期,国外的Gurpreet Singh课题组从复合材料优势角度出发,合成了有序的、交叉性的、自立式大面积阳极复合材料,其成分为SiOC和还原氧化石墨烯(rGO)。

  生活中有没有一瞬间,你觉得科技落后的要命?!

  是的,当我们拆开我们这个时代水平最高的消费级便携式个人计算机之一——iPad的时候,一种无力感席卷全身,中间那一大块占据了整个机器绝大多数体积的黑色的东西是什么?是电池!

  当震动马达都可以做到如此精密的时候,是什么制约着电子产品朝着更加安全更加轻质的发展?是电池!

  

  Ipad的电池与震动马达的明显对比

  为了替代传统锂电池,研究者注重开发循环性优异的新型锂离子电池,发现当减小粒子尺寸和电极为纳米结构时,在锂化和脱锂过程中即使体积应变大,电极仍可正常工作。也有研究者指出包覆类(核-壳)形貌电极材料在充放电循环过程中耗损程度低。但电极纳米结构材料出现新问题:低体积容量(低振实密度),高电阻特性,从而增加了制造成本,且因副反应发生造成低库仑效率。

  针对以上问题,阳极复合材料能解决这些不足,以石墨烯为代表的基底复合型阳极材料,具有高导电性,高机械强度,与锂活性成分连接能力强,锂离子传输快等优点,但缺点有以下几个方面:1、总电容电势存在局限性。2、合成技术昂贵。3、首次循环损耗大,循环效率低。

  近期,国外的Gurpreet Singh课题组从复合材料优势角度出发,合成了有序的、交叉性的、自立式大面积阳极复合材料,其成分为SiOC和还原氧化石墨烯(rGO)。这种阳极材料比报道的Si/C纳米管具有更高的体积容量,氧化还原石墨烯片作为SiOC颗粒的基底材料,两者结合表现出高电子传输通道、高循环性、高电流密度、结构高度稳定等优点。另外弥补了其他类型锂电池的缺陷,首次循环充电容量高(702 mA h g-1),稳定的充电比容量大(543 mA h g-1),充电电流密度高(2400 mA g-1),更值得关注的是,这种复合阳极材料具有优异的应变失效特性(超过2%),这比单纯的类纸状还原氧化石墨烯失效特性大。

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