搜索
热门搜索:
当前位置:

OFweek锂电网

锂电原材

正文

石墨烯电池前沿技术盘点 这次不炒作

导读: 要提升锂离子电池的性能。电极材料是关键。根据美国伦斯勒理工学院研究人员的预计,石墨烯电极材料比当今锂离子电池中惯用的石墨电极材料的充电或放电速度快10倍。

OFweek锂电网讯 锂离子电池的工作原理是依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。锂离子电池由正负电极、隔膜和电解液构成,锂离子电池的正极材料必须有能接纳锂离子的位置和扩散的路径。要提升锂离子电池的性能。电极材料是关键。

根据美国伦斯勒理工学院研究人员的预计,石墨烯电极材料比当今锂离子电池中惯用的石墨电极材料的充电或放电速度快10倍。

1 美加州大学洛杉矶分校制成多孔三维石墨烯架构

锂离子电池的性能取决于电极材料性能。尤其是材料不仅应具有高导电性,而且还应能够提供电池充放电周期中,锂原子快速嵌入和再嵌入所需的极好孔隙率。

单层碳原子结构的石墨烯,虽然在理论上具有更大的比表面积和出色的机械柔性。但是要在实际操作中将石墨烯集成于大体积的锂离子电池而无聚集是很困难的,而且还会严重降低比表面积。

基于这种情况,加利福尼亚大学洛杉矶分校的团队制备了一种石墨烯气溶胶,并用一种简单的方法将石墨烯气溶胶转换成溶剂化的石墨烯三维多孔架构,大大提升了锂离子交换和导电性。

为了制备这种石墨烯架构,科学家们通过一种改进的水热法, 利用氧化石墨形成自由无支撑的石墨烯气溶胶立方体。通过简单的溶剂置换,他们将气溶胶结构转换成三维溶剂化的石墨烯架构。然后,可将这种溶剂化石墨烯架构很方便地压成薄膜,装入锂离子纽扣电池,而不损害多孔的石墨烯网络结构。

这种易于制备的阳极不仅可使锂离子的渗透更为快速,同时还保持了石墨烯片层的大表面积和出色的导电性。研究表明,溶剂化的多孔三维石墨烯气溶胶结构,具有更好的电化学性能。

2 韩国科研团队发明可提升锂离子电池性能的三维石墨烯材料

韩国科学技术研究院(KAIST)的研究团队发明的用于锂离子电池的新型石墨烯电极材料,与常规锂离子电池相比,充电速度更快,而且电容量不会降低。

团队称,传统石墨烯是一种二维碳原子片层,制备方法通常是将石墨溶于一种化学溶液中,然后再将石墨分离成超薄的片层碳材料。

但这种方法制备的石墨烯会在碳片层材料上留下少量的杂质。 材料中杂质在经过一定时间的使用后,会降低电池电容。团队采用化学沉积法,制备了不含任何杂质的三维形式的片层碳材料。与传统材料制备方法相比,新制备方法制备的石墨烯材料由于不含杂质,制备的电池再充电速度大幅提升。

相关测试已经证实,制备的电池在经过10000个再充电周期后,未发生电容降低现象。

1  2  下一页>  
责任编辑:liujun
免责声明: 本文仅代表作者个人观点,与 OFweek锂电网 无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实, 对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅 作参考,并请自行核实相关内容。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码: