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“纳米链”可以增加电池容量,缩短充电时间,一种新方法可以通过将更好的材料转换成纳米链结构,中国机械网,okmao.com
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“纳米链”可以增加电池容量,缩短充电时间,一种新方法可以通过将更好的材料转换成纳米链结构
2020年11月06日    阅读量:737    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

手机或计算机电池的使用时间长短取决于电池负极材料中可以存储多少个锂离子。如果电池中的这些离子用完了,它将无法产生电流来使设备运行,并最终导致故障。


具有较高锂离子存储容量的材料太重或形状错误,无法替代石墨(石墨是当今电池中目前使用的电极材料)中国机械网okmao.com


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普渡大学的科学家和工程师介绍了一种潜在的方式,可以将这些材料重组为新的电极设计,这将使它们能够延长电池的使用寿命,使其更稳定并缩短充电时间。


这项研究作为《应用纳米材料》 9月刊的封面出现,创造了一种网状结构,称为锑的“纳米链”,锑是一种类金属,已知可以增强电池中锂离子的充电能力。


研究人员将纳米链电极与石墨电极进行了比较,发现当带有纳米链电极的纽扣电池仅充电30分钟时,在100次充放电循环中,锂离子电池的容量就翻了一番。


某些类型的商用电池已经使用了类似于锑金属负极的碳金属复合材料,但是随着锂离子的吸收,这种材料往往会膨胀至三倍,从而随着电池充电而成为安全隐患。


普渡大学化学工程副教授Vilas Pol说:“您希望在智能手机电池中容纳这种类型的扩展。这样就不会携带不安全的东西。”


普渡大学的科学家通过应用化学物质(一种还原剂和一种成核剂),将锑微粒连接成纳米链形状,以适应所需的膨胀。该团队使用的特殊还原剂氨硼烷负责在纳米链内部形成空的空间,这些空间可容纳膨胀并抑制电极故障。


该小组将氨硼烷应用于几种不同的锑化合物,发现只有氯化锑才能产生纳米链结构。


普渡大学有机化学教授PV Ramachandran说:“我们制造纳米颗粒的程序始终提供链结构。”


纳米链还可在至少100次充放电循环中保持锂离子容量的稳定性。波尔说:“从第1周期到第100周期基本上没有变化,因此我们没有理由认为第102周期不会相同。”


普渡大学化学研究生亨利·哈曼(Henry Hamann)合成了锑纳米链结构,普渡大学化学工程博士后候选人Jassiel Rodriguez测试了电化学电池的性能。


研究人员说,电极设计具有可扩展到更大电池的潜力。该团队计划接下来在袋式电池中测试该设计。


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