新发现:单壁碳纳米管网状结构使电池材料更耐用

2018-03-23 15:26:33      来源: 盖世汽车      编辑:马昆秀      人气:

在反复充放电后,锂电池材料周边会形成一个非活跃层(inactive layer),影响电池的性能。为此,一直化学家组成的研究团队研究出新方法,防止锂电池阳极材料分解。

新发现:单壁碳纳米管网状结构使电池材料更耐用

  据外媒报道,在反复充放电后,锂电池材料周边会形成一个非活跃层(inactive layer),影响电池的性能。为此,一直化学家组成的研究团队研究出新方法,防止锂电池阳极材料分解。

  该团队由乔治亚理工大学(Georgia Tech)的Elsa Reichmanis及纽约州立大学石溪分校(Stony Brook University)的Amy C. Marschilok牵头,制作了单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotube,SWNT)网状结构,可利用PPBT(poly[3-(potassium-4-butanoate) thiophene])将SWNT固定在电池材料上。

  PPBT的羧酸根基团(carboxylate groups)可与电池材料的极曲面(polar surface)相配合,噻吩骨干(thiophene backbone)可利用π-键合(π-bonding)与SWNT发生接触,电子可在SWNT-PPBT网状结构内流动。电池材料周边的纳米管网络呈现多孔结构,可供锂离子在电池材料中移动,还能防止电池材料膨胀。

  该系统可与两类电池阳极材料搭配——磁性纳米颗粒物(magnetite nanoparticles)及硅纳米颗粒物(silicon nanoparticles)。

  伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois, Urbana-Champaign)的聚合物及电子材料专家Paul V. Braun指出,该项研究证明新方法可实现电池性能最大化,需要对该款电池电极进行全盘的整体设计,考虑锂离子及电子的传导性、活动空间及特定的化学反应等相关因素。

  Reichmanis表示,该方法对电池技术研发起到了助推作用,在部件制造时需确保材料的均匀性及可靠性。(本文图片选自cen.acs.org)

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