日本研究出新負極材料 能讓充電電池容量高壽命長

日本發明的新型陽極材料可以將電池容量提高兩倍以上。日本材料研究所（NIMS）最近宣布，他們的一個研究小組成功合成了交替重疊的氧化錳納米片和石墨烯材料。作為鋰和鈉離子可充電電池的正極材料，該復合材料可以將電池的充放電容量提高兩倍以上，并可以延長重復使用壽命，從而解決容量和使用壽命無法同時實現的問題。高容量是二次電池的目標之一。目前，負極是由碳材料制成的。從理論上講，過渡金屬氧化物具有高容量，有望成為碳材料的替代品。特別是具有層狀結構的氧化錳，將其剝離并制成單分子厚度的納米片，用作負極，并且表面都是活性的，這可以大大提高容量。然而，氧化錳的困難在于，重復充電和放電容易破壞結構，納米片也容易團聚。研究團隊將氧化錳納米片分散在溶液中，并將其與石墨烯混合，合成了一種交替的多層層壓復合材料。氧化錳和石墨烯都帶負電，通常相互排斥。早在2015年，研究團隊就對石墨烯進行了化學修飾，使其帶正電，解決了排斥問題，實現了當時金屬氧化物陽極材料中容量最高、壽命最長的。這一次，通過在分子水平上將兩種物質結合，獲得了單一材料難以實現的高特性。復合材料不僅可以用于可充電電池，還可以大大提高超級電容器和電極催化劑等儲能和轉換系統的效率。這項研究結果最近發表在美國化學協會雜志《ACS Nano》的網絡版上。日本發明的新型陽極材料可以將電池容量提高兩倍以上。日本材料研究所（NIMS）最近宣布，他們的一個研究小組成功合成了交替重疊的氧化錳納米片和石墨烯材料。作為鋰和鈉離子可充電電池的正極材料，該復合材料可以將電池的充放電容量提高兩倍以上，并可以延長重復使用壽命，從而解決容量和使用壽命無法同時實現的問題。高容量是二次電池的目標之一。目前，負極是由碳材料制成的。從理論上講，過渡金屬氧化物具有高容量，有望成為碳材料的替代品。特別是具有層狀結構的氧化錳，將其剝離并制成單分子厚度的納米片，用作負極，并且表面都是活性的，這可以大大提高容量。然而，氧化錳的困難在于，重復充電和放電容易破壞結構，納米片也容易團聚。研究團隊將氧化錳納米片分散在溶液中，并將其與石墨烯混合，合成了一種交替的多層層壓復合材料。氧化錳和石墨烯都帶負電，通常相互排斥。早在2015年，研究團隊就對石墨烯進行了化學修飾，使其帶正電，解決了排斥問題，實現了當時金屬氧化物陽極材料中容量最高、壽命最長的。這一次，通過在分子水平上將兩種物質結合，獲得了單一材料難以實現的高特性。復合材料不僅可以用于可充電電池，還可以大大提高超級電容器和電極催化劑等儲能和轉換系統的效率。這項研究結果最近發表在美國化學協會雜志《ACS Nano》的網絡版上。

標簽：

汽車資訊熱門資訊