納米粒子網路電極

2014年12月,西拉菲特,普渡大學化學工程副教授Vilas Pol表示:用錫氧化物納米粒子網路代替平常用的石墨電極,將來可使電池充電時間縮短;由小時量級縮小到分鐘量級。現有鋰電池的陽極大多用石墨。但石墨的理論存儲最大電量有限,約為372毫安小時/每克。重大妨礙了電池技術的進一步發展。研究人員用錫為基“多孔連線”陽極,它的理論充電容量約為石墨的二倍。製造以錫氧化物粒子電極的工藝簡單;適合商品生產。但要控制好粒子間的空隙。

2014年12月,西拉菲特(West Lafayette),普渡大學化學工程(chemical engineering at Purdue University)副教授Vilas Pol表示:用錫氧化物納米粒子網路代替平常用的石墨電極,將來可使電池充電時間,由小時量級減少到分鐘量級。

電池有二電極;稱為陰,陽極。現今鋰電池的陽極大多用石墨。石墨的理論存儲最大電量有限;,約為372毫安小時/每克。重大妨礙了電池技術的進一步展。

研究人員用以錫為基“多孔連線”陽極,它的理論充電容量約為石墨的二倍。實驗表明,這樣的陽極經30分鐘充電後,尚有430毫安小時/每克的容量,比石墨電極慢充電10小時的理論最大容量還大。

由錫氧化物構成“有序網路”電極可實際商業化生產;因其工藝簡單:將合成的錫醇先驅加入開水中,隨後再熱處理即成。詳細的工藝過程發表在“先進能量材料”(Avanced Energy Materials)上。

當錫氧化物粒子熱到400攝氏度時,它們“自-集合”成含孔的網路,在電池充-放電過程中,它允許材料膨脹和收縮 或呼吸。

對這種結構來說,這些納米粒子間的空間是十分重要的。沒有適當的孔尺寸和個別錫氧化物粒子間的聯結,電池就會失敗。

參考文獻:

"Nanoparticle network could bring fast-charging batteries" www.purdue.edu/newsroom/releases/2014/Q4/nanoparticle-network-could bring-fast-charging-batteries.html

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