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硅和磷烯復合物陽極提升鋰電池充電速率及容量

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年02月27日  

據外媒報道,印度科學教育和研究學院(IndianInstituteofScienceEducationandResearch,IISER)的一支研究團隊采用硅和磷烯(phosphorene)研發全新的復合物,用于制作鋰離子電池的陽極,該團隊由SatishchandraOgale牽頭。


據科研人員透露,該材料非常高效,相較于當前的鋰離子電池,新款陽極材料將電池的充電速度和電池容量分別提升了3倍和5倍,同時還降低了電池的整體重量。若僅將硅用作電池的陽極材料,會導致其循環穩定性較弱。


作為實驗的一環,IISER研發人員利用磷烯,在純型的二維材料,其利用納米硅顆粒物及少量黑磷烯層或純磷烯來制作電池陽極。


Ogale表示:“事實上,使用磷烯所取得的性能優勢源自于磷烯的結構性設計,可提供較高的靈活性及彈性。而高度的機械靈活性使其能夠容納電池內的鋰離子,提升電池的充電速度。”


研究人員表示,該電池采用了新研發的材料,該類材料或許也能被用于傳感器、場效應晶體管(fieldeffecttransistors)及光電元件(optoelectronicdevices)。


IISER或許能在實現相同容量的情況下,縮小電池的尺寸并減輕其重量。


該研究的首席作者KingshukRoy表示:“盡管硅基電池是未來的發展方向,最大的挑戰在于維持其高度的穩定性,從而延長電池的充放電使用壽命?!?/p>


在第一次充電測試中,新款電池的容量保持率為78%,這意味著不可逆損失(irreversibleloss)微乎其微,而這類不可逆損失恰恰是鋰電池硅基陽極與碳復合物混合后的通病。


磷烯具有結構性優勢,可被用作粘合劑,防止開裂。在高充電速率條件下,對其進行觀察。


據稱,該款材料制作的鋰電池可耐受數百次充放電循環。

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