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2019年4月15日 星期
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德国研发出能显著改善
锂电池性能的新型纳米复合材料

  本报讯 由德国于利希研究中心能源与气候研究所牵头,与慕尼黑、布拉格的材料研究人员合作,成功研发出一种适用于锂电池电极的新型纳米复合材料。这种材料不仅能显著增加电池的存储容量和寿命,而且还可明显提高电池的充电速度。相关研究成果发表在《Advanced Functional Materials》杂志上。

  由二氧化锡制成的阳极原则上比目前使用的碳阳极比容量更高,即储存更多的能量,因为它们具有吸收更多锂离子的能力。然而,纯的氧化锡循环稳定性非常差,每次充放电循环后,阳极的容量都会损失,电池的储存能力会持续下降,最终可能导致电池崩溃。因此,研究人员在石墨烯基层上开发了富含氧化锡的锑富集纳米颗粒材料。石墨烯基底能提供结构的稳定性,同时有助于材料的导电性。氧化锡颗粒小于3纳米,与石墨烯层接触良好,提高了电池对容量变化的耐受性,使锂电池更加稳定、寿命更长。

  不仅如此,用锑富集纳米颗粒使材料具有极高的导电性,可使阳极充电速度大大提升,单位时间内存储的能量比传统石墨阳极多1.5倍。这种新型纳米复合材料阳极的生产简易且成本低廉,所应用的理念也可用于设计其它的锂离子电池阳极材料。

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