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一种锂离子电池正极的新结构,能让移动电子设备在10分钟内充满电

发表日期:2017-05-02 06:15 点击量:
锂离子电池是移动电子设备和电动汽车所用充电电池的首选。但这种电池也存在缺陷。电动汽车中的电池占了汽车自重的很大一块,而移动电子设备中的电池尺寸也限制了电子产品的“瘦身”趋势。作为一种电池正极材料,硅元素目前受到很多的关注。如果将锂离子电池中常用的石墨正极换成硅正极的话,电池总电量有可能增加63%,而电池的重量和大小都可减少40%左右。现在我们的移动设备都是大耗电的产品,几乎每天都得充电,并且每次充电都是几个小时才能充满,非常影响设备的使用。针对于锂电池这个弱点,美国加利福尼亚大学里弗赛德分校伯恩斯工程学院的研究人员研发出一种锂离子电池正极的新结构,能让移动电子设备在10分钟内充满电,而不是目前的几个小时。这种锂电池的正极是一个三维的簇结构,由覆盖硅涂层的锥形碳纳米管聚合而成。
《斯马尔》杂志最近发表的一篇论文说,通过化学气相沉积法和电感耦合等离子体处理法,加利福尼亚大学里弗赛德分校研究人员研发出一种新型的锂离子电池正极结构,即由覆盖硅涂层的锥形碳纳米管聚合而成的三维簇结构。基于这种新结构造出的锂离子电池展现出很强的充放电性和卓越的循环稳定性,即使在高强度充放电情况下也是如此。与常用的石墨基正电极相比,其充电速度要快上将近16倍。
上述论文的第一作者王伟(音)表示,该电池之所以具备超快的充放电速度,原因可能有两点:表面覆盖石墨烯的铜箔和碳纳米管无缝相连,加强了活性物质与集流体的充分接触,从而为电极系统的电荷与热力转移提供了便利;锥形结构为电解质加速进出电极提供了互相贯穿的狭小通道,这可能增强了电池充放电的表现。
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