研究人員將膠帶變成薄膜取代鋰金屬電池陽極 提升鋰金屬電池性能
時間:2020-08-12 12:38來源:蓋世汽車 作者:余秋云
點擊:
次
（圖片來源：萊斯大學）
據外媒報道，美國萊斯大學（Rice University）的化學家James Tour與同事將膠帶變成了硅氧化物薄膜，取代鋰金屬電池中的陽極。
在該項研究中，研究人員利用紅外激光切割器將商用膠帶上的硅基粘合劑變成了多孔氧化硅涂層，與膠帶聚酰亞胺襯底中的少量激光誘導石墨烯混合。此種具有保護作用的氧化硅層直接在現有電池的集電器上形成。
Tour表示，此前曾嘗試生產激光誘導石墨烯獨立薄膜，因此產生了利用膠帶的想法。與純聚酰亞胺薄膜不同，該膠帶不僅能從聚酰亞胺襯底產生激光誘導石墨烯，還能夠在粘合劑所在的地方產生半透明的薄膜，從而引發了研究人員的好奇心以及進一步的實驗。
研究人員將膠帶黏在一個銅制電流集電器上，并多次涂擦，以迅速將溫度提高至2300開氏度（3680華氏度），從而形成了一種多孔涂層，主要由硅和氧組成，并與少量石墨烯形式的碳結合在一起。
在實驗中，此種泡沫型薄膜在吸收和釋放鋰金屬的同時，不會形成能夠導致電池短路和起火的枝晶。研究人員注意到，在電池使用裸露的集電器進行充放電循環時，鋰金屬容易迅速降解，但在涂有激光誘導氧化硅（LI-SiO）的陽極中沒有觀察到該問題。
研究人員表示：“在傳統的鋰離子電池中，在充電時，鋰離子會插入到石墨烯結構中，電池放電時，則會斷開插入。當使用全部石墨烯時，需要6個碳原子來存儲一個鋰原子。但是在鋰金屬陽極中，沒有使用石墨烯。在電池放電時，鋰原子直接從金屬陽極表面穿梭而出。如果可以解決安全和性能問題，鋰金屬陽極被認為是未來電池研發的關鍵技術。”
鋰金屬陽極的容量比傳統的石墨烯鋰離子電池高10倍，但是缺少石墨烯的鋰金屬電池通常會采用過多的鋰金屬來補償陽極表面氧化造成的損失。研究人員表示：“當陽極上沒有過量的鋰金屬時，通常就會快速降解，產生循環壽命非常有限的電池。不過，從好的一面來看，此種無陽極的電池會更輕、性能更好，只是使用壽命很短。”
研究人員指出，與沒有過量鋰金屬的電池相比，激光誘導氧化硅電池的壽命增加了2倍。此種覆有激光誘導氧化硅涂層的電池充放電循環次數可達60次，同時保持著70%的容量。Tour表示，這可以讓鋰金屬電池適用于戶外探險的高性能電池，或者在農村地區短期停電時，用作高容量存儲電池。
只需要采用標準的工業激光器就可實現大規模生產，此種方法速度快，不需要溶劑，可以在室溫和室溫以下的溫度條件下進行。此外，該項技術還可以制造出支持金屬納米顆粒、保護性涂層和過濾器的薄膜。
(責任編輯：子蕊)
免責聲明：本文僅代表作者個人觀點，與中國電池聯盟無關。其原創性以及文中陳述文字和內容未經本網證實，對本文以及其中全部或者部分內容、文字的真實性、完整性、及時性本站不作任何保證或承諾，請讀者僅作參考，并請自行核實相關內容。
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
凡本網注明 “來源：XXX（非中國電池聯盟）”的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
如因作品內容、版權和其它問題需要同本網聯系的，請在一周內進行，以便我們及時處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@m.69gh.com
猜你喜歡
-
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
2021-05-21 08:51 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50 -
研究人員采用磁性納米粒子從水源中提取有價值元素 可用于電動汽車電池
2021-05-13 21:48 -
研究人員研發出無金屬的水基電池 可有效降低電池易燃性
2021-04-26 09:05 -
研究人員利用高能X射線繪制性能變化圖 以確定鋰金屬電池失效原因
2021-04-25 09:09 -
研究人員開發出全新機器學習算法 可準確估算電池健康狀況
2021-04-13 09:06 -
IITH研究人員開發出5V雙碳電池 可替代傳統鋰離子電池
2021-04-08 09:01 -
中美研究人員探討鈷在電池中起到的作用 以開發更有效的無鈷正極
2021-03-27 15:38 -
研究人員探討鋰金屬電池老化概況
2021-03-26 09:40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專題
相關新聞
-
研究人員開發新型鋁硫電池 能量密度有望達到660Wh/l
2021-06-04 22:07 -
研究人員開發無負極鈉離子電池 外形更小/成本更低
2021-05-21 08:51 -
研究人員開發新型電解質 提升鋰空氣電池循環穩定性
2021-05-14 08:50 -
研究人員采用磁性納米粒子從水源中提取有價值元素 可用于電動汽車電池
2021-05-13 21:48 -
研究人員研發出無金屬的水基電池 可有效降低電池易燃性
2021-04-26 09:05 -
研究人員利用高能X射線繪制性能變化圖 以確定鋰金屬電池失效原因
2021-04-25 09:09 -
研究人員開發出全新機器學習算法 可準確估算電池健康狀況
2021-04-13 09:06 -
IITH研究人員開發出5V雙碳電池 可替代傳統鋰離子電池
2021-04-08 09:01
本月熱點
-
2020年鋰電池行業研究報告
2021-05-11 11:24 -
突發｜深圳一鋰電企業停止經營、解散員工！
2021-05-11 10:02 -
4月我國動力電池裝車量同比上升134.0%
2021-05-13 08:26 -
如何看待Pack內鐵鋰和三元混用
2021-06-01 09:25 -
可充電中性鋅空氣電池：進展，挑戰和未來
2021-05-19 10:59 -
揭開贛鋒鋰業的家底
2021-06-03 09:46 -
“電池荒”來襲，生產純電動汽車的車企要被卡脖子了？
2021-06-01 21:22 -
關于征集《鋰離子電池用連續式真空干燥系統技術規范》等兩項行業標準的函）征求意見程序
2021-05-31 22:53
企業微信號
微信公眾號