@ 2015.03.19 , 08:55

蜘蛛丝提升电池性能

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最近北京理工大的科学家发现蜘蛛丝有助于提高电池性能。

从移动设备到电动汽车的锂离子电池,石墨是其中的一个关键组成部分。当锂离子电池充电时,锂离子从电池的正极扩散并吸附于负极附近的石墨上,而放电时锂离子从石墨中重新移动到正极。

然而,石墨其实相对的并不适合储存锂离子,所以依赖石墨的锂离子电池的容量都不会太高。现在,北京理工大学的科学家发现,利用蜘蛛丝取代石墨,作为锂离子的存储介质,能够显著的提升电池性能。

蜘蛛丝的以其强度和韧性上的特点,很早就被科学家引入到电子设备的设计中了。例如,一个覆盖有蜘蛛丝涂层的碳纳米纤维要比单纯的蜘蛛丝纤维的导电性高,而且强度也是后者的三倍。

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在研究中,他们发现利用一种化学处理方式处理天然的蜘蛛丝,能够把它变成15-30纳米厚的多孔氮带,其中能够容纳碳。含电子较多的氮原子提高了材料的导电率,并能提供额外存放锂离子的空间。

采用一种一步法(one-step technique)将这种材料参入原型电池和超级电容中,导电性会成比例放大。电池方面,新型的材料能够存储下约5倍于石墨电池的锂离子。而新的超级电容也被证明是十分稳定的(自放电更弱),在重复10000次充放电之后,损耗也只有9%左右。

论文详情 http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn506394r

本文译自 IEEE Spectrum,由译者 邻家乖蜀黍 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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