石墨烯-沥青阳极改善锂离子电池

  • A+

莱斯大学的科学家们开发出了使用石墨烯和沥青的高效电池阳极。为实现这一目标,研究人员将沥青与导电石墨烯纳米带混合,并通过电化学沉积复合材料与锂金属涂覆在一起。在超过500次充放电循环后,阳极表现出优异的稳定性。每平方厘米20毫安的高电流密度证明了该材料有望用于需要高功率密度的快速充电和放电装置。

1

SEM图像显示左侧的沥青阳极,石墨烯纳米带和锂,以及右侧没有锂的相同材料

“这些电池的容量是巨大的,但同样值得注意的是,我们可以在五分钟内将它们从零电荷充电到完全充电,而不是其他电池所需的典型两小时或更长时间,”James Tour教授说。

研究小组将阳极与硫化碳阴极结合起来制成完整的电池进行测试。电池的高功率密度为每千克1,322瓦,高能量密度为每千克943瓦时。

测试揭示了另一个显着的好处:碳减轻了有害的锂枝晶的形成,这通常使阳极和阴极短路并且可能导致电池失效,着火或爆炸。该团队注意到沥青衍生的碳可防止任何枝晶形成。

实验室早期的一个项目发现,石墨烯和碳纳米管的阳极也阻止了树枝状晶体的形成根据Tour,新的复合材料更简单。“虽然前者与这种新电池之间的容量相似,接近锂金属的理论极限,但新的沥青衍生碳可以占据每单位面积更多的锂金属,制造起来更简单,更便宜,”他说。说过。“没有化学气相沉积步骤,没有电子束沉积步骤,也不需要从石墨烯生长纳米管,因此大大简化了制造”。



weinxin
我的微信
关注我了解更多内容

发表评论

目前评论: