新型纳米材料将实现在锂离子电池中的应用

2021-03-02 16:40

微锂电

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导读：国际研究团队将铜、铁和氧化铁制成的多孔纳米结构微球作为锂离子电池的负极材料。据称，这种新技术的容量是基于石墨阳极的电池的三倍。

新型纳米材料或将取代石墨在锂离子电池中的应用

该新型材料由铜、铁和氧化铁制成的多孔纳米结构微球组成，配方为Cu0．4Zn0．6Fe2O4。

该微球是通过一步喷雾热解法合成的，该方法是一种在没有氧气的情况下对有机材料进行温度分解的技术。这种工艺以提供优良的速率能力和高循环稳定性而著称，在化学工业中用于从石油、煤甚至木材中生产乙烯、碳和化学品，以及从煤中生产焦炭。

通过超声技术将含有特殊金属离子的水溶液转化为雾状物，在1200摄氏度的高温下蒸发水分，使原来的金属盐分解。这一过程使得形成的微米或亚微米球体具有锂离子储能所需的孔隙度水平。

新型纳米材料或将取代石墨在锂离子电池中的应用

据称与其他有前途的石墨替代品相比，这种新型负极材料的容量是目前市售电池的3倍，充放电循环次数增加5倍。研究人员Evgeny Kolesnikov说：“这种改进是由于特殊的纳米结构和所用元素的组成相结合的协同效应而实现的。”

研究小组解释说：“不同阳离子之间的协同效应，以及纳米尺寸加上电极材料的中空内部和表面多孔性，不仅有利于锂离子和电子的运输动力学，而且还能适应大体积的扩张。”没有提供关于这种新型材料的成本和制造工艺的信息。

该新材料发表在《合金与化合物》杂志上的研究报告《Hollow－structured Cu0．4Zn0．6Fe2O4 as a novel negative electrode material for performance lithium－ion batteries》中。研究团队成员分别来自俄罗斯国立科技大学、韩国首尔国立科技大学、印度SRM科技研究所和挪威科技大学（NTNU）。

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