太原电瓶销售联盟

氧化石墨烯或许可以让锂金属电池实现商业化

粉体网2020-07-31 13:03:13

图1:氧化石墨烯


首先我们来了解一下什么是锂金属电池和锂离子电池。


锂金属电池


锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、(研究实验中一般用铜作正极,为了表征方便)金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。


锂离子电池


锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。现在我们日常生活中用到的可充电锂电池一般指的是锂离子电池。


锂金属电池的充电量是锂离子电池的10倍,但由于锂在充电和放电时在电极上不均匀地沉积。这种沉积会使这些电池的寿命缩短,更重要的是会导致电池短路并起火,这是锂金属电池不能用于商业化的根本原因。


最近芝加哥伊利诺伊大学的研究人员提出了解决锂金属电池商业化的办法。研究人员提出一种可能的解决方案:将具有氧化石墨烯涂层的纳米片放置在电池电极之间,从而防止金属锂不均匀的堆积,这样可以使电池安全的循环放电达到数百次。“我们的研究结果表明,在这种情况下,二维材料—氧化石墨烯可以帮助调节金属锂的沉积,延长锂金属电池的寿命。”UIC工程学院的副教授Reza Shahbazian-Yassar说。


图2:新型锂金属电池基本结构


在锂离子电池中,通常用多孔聚合物或玻璃陶瓷纤维制成的隔膜置于电解液中。该分离器允许锂离子经过,同时防止其他成分堵塞,这样可以避免由于电短路引起的火灾。研究人员在锂金属电池中使用了一种改进的隔膜来调节锂离子的流动,控制锂沉积速率,以防止形成树突。他们将氧化石墨烯喷涂在玻璃纤维隔板上,制成纳米片。


通过各种成像技术显示,研究人员发现,当纳米片用于锂金属电池时,锂电极的表面可以形成均匀的锂薄膜。


图3:两种锂金属电池正极表面的SEM像


图中左侧是传统的锂金属电池铜电极在1 mA·cm−2循环120次后的扫描电镜图像,可以看出沉积不均匀且有锂枝晶形成;而右侧是加了氧化石墨烯隔膜的铜电极在1 mA·cm−2循环160次后的扫描电镜图像,电极表面明显更均匀更光滑。


图4:利用光学成像技术显示就更加清晰直观


敬请关注
2018低维碳纳米材料制备及应用技术交流会

江苏省纳米技术产业创新中心、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所联合中国粉体网将于2018年4月24-25日在苏州金陵观园国际酒店举办 “2018低维碳纳米材料制备及应用技术交流会”,会议旨在共同探讨低维碳材料现阶段的发展中所面临的机遇和挑战,分享最新的研究成果,共同推动其产业化进程。


大会热诚欢迎国内外相关领域的专家、学者、技术人员、企业界代表积极参会,同时欢迎公司、企事业单位到会展示技术成果,洽谈产、学、研合作。


会务组: 

联系人:孔德宇

Tel:13661293507(微信同号)

Email:1760047578@qq.com


联系人:刘振华

Tel:15010096957(微信同号)

Email:Expo2026@163.com





声明

1.本文内容由中国粉体网旗下粉享家团队打造,转载请注明出处!

2.请尊重、保护原创文章,谢绝任何其他账号直接复制原创文章!

3.欢迎加入中国粉体网微信交流群,请加微信:13661095071(备注公司名+加群)

4.因学识有限,难免有所疏漏和谬误,恳请批评指正!

5.欢迎圈内好友踊跃投稿,一经采用,将支付稿酬答谢!