據(jù)外媒報(bào)道,在反復(fù)充放電后,鋰電池材料周邊會形成一個(gè)非活躍層(inactivelayer),影響電池的性能。為此,一直化學(xué)家組成的研究團(tuán)隊(duì)研究出新方法,防止鋰電池陽極材料分解。
該團(tuán)隊(duì)由喬治亞理工大學(xué)(GeorgiaTech)的ElsaReichmanis及紐約州立大學(xué)石溪分校(StonyBrookUniversity)的AmyC.Marschilok牽頭,制作了單壁碳納米管(single-walledcarbonnanotube,SWNT)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),可利用PPBT(poly[3-(potassium-4-butanoate)thiophene])將SWNT固定在電池材料上。
PPBT的羧酸根基團(tuán)(carboxylategroups)可和電池材料的極曲面(polarsurface)相配合,噻吩骨干(thiophenebackbone)可利用π-鍵合(π-bonding)和SWNT發(fā)生接觸,電子可在SWNT-PPBT網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)內(nèi)流動。電池材料周邊的納米管網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)多孔結(jié)構(gòu),可供鋰離子在電池材料中移動,還能防止電池材料膨脹。
該系統(tǒng)可和兩類電池陽極材料搭配——磁性納米顆粒物(magnetitenanoparticles)及硅納米顆粒物(siliconnanoparticles)。
伊利諾伊大學(xué)香檳分校(UniversityofIllinois,Urbana-Champaign)的聚合物及電子材料專家PaulV.Braun指出,該項(xiàng)研究證明新方法可實(shí)現(xiàn)電池性能最大化,要對該款電池電極進(jìn)行全盤的整體設(shè)計(jì),考慮鋰離子及電子的傳導(dǎo)性、活動空間及特定的化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)因素。
Reichmanis表示,該方法對電池技術(shù)研發(fā)起到了助推用途,在部件制造時(shí)需確保材料的均勻性及可靠性。(本文圖片選自cen.acs.org)
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