Wie Haltungselektronik Mobiltelefone, Laptops und andere leichter und dünner, wie Elektrofahrzeuge eine längere Laufleistung von Leistung in dem begrenzten Raum Fahrzeug ...... wie die Menschen zunehmend starke Nachfrage nach Energiespeicherung, die Leistung der Sekundärbatterie haben ist Vorgeschlagene höhere und höhere Anforderungen: Nanotechnologie kann Batterien "leichter" und "schneller" machen, aber aufgrund der geringeren Dichte von Nanomaterialien wird "kleiner" zu einem Problem für Forscher auf dem Gebiet der Energiespeicherung. .
Nationale Outstanding Youth Science Fund Gewinner, School of Chemical Engineering und Technologie Professor Yang Quanhong Forschungsteam ‚Schwefel Template-Methode‘, durch die Dichte der Lithium-Ionen-Batterie Anodenmaterialien für großvolumige Energiedesign, die endgültige Fertigstellung von Graphen auf der aktiven Partikel Paket ‚maßgeschneiderte‘ Es wurde möglich, Lithium-Ionen-Batterien "kleiner" zu machen. Dieses Ergebnis wurde am 26. Januar online in Nature Communications (2018, 9, 402) veröffentlicht.
Das am häufigsten als Sekundärbatteriestrom verwendet wird, hat die Lithium-Ionen-Batterie eine hohe Energiedichte. Zinn, Silicium und andere Nicht-Kohlenstoffmaterial wird erwartet, dass die aktuelle Generation von kommerziellen Graphit als ein negatives Elektrodenmaterial, eine wesentliche Erhöhung der Qualität der Energiedichte der Lithium-Ionen-Batterie (Wh kg zu ersetzen, -1), aber die großen volumetrische Expansionsvolumen der nicht-Kohlenstoffanodenmaterialien enorme Volumenexpansion des Lithium Problems stark eingeschränkt Leistungsvorteile spielen Kohlenstoff-Nanomaterial Kohlenstoff Käfigstrukturen aufgebaut betrachtet ist das primäre Mittel zur Lösung, aber in Kohlenstoff Prozesspuffernetzwerk, häufig übermßige Einführung Luftraum, was zu einer deutlich geringerer Dichte des Elektrodenmaterials, eine negative Elektrode begrenzt die volumetrische Leistung der Lithium-Ionen-Batterie zu spielen. genau zugeschnitten, so dass die Kohlenstoff-Käfigstrukturen baut, ist nicht nur wichtig, akademisches Problem Es ist auch der einzige Weg zur Industrialisierung neuer Hochleistungsanodenmaterialien.
Professor Yang Quanhong Team von der Tsinghua-Universität, National Center for Nanoscience und Mitarbeiter National Institute Durchbruch Material in dem negativen Elektrode Material Design von hohen Volumenenergiedichte Lithium-Ionen-Batterie, graphenbasierte Schnittstellenanordnung der Erfindung ist genau dichten porösen Kohlenstoffkäfig zugeschnitten Schwefel-Template-Technologie. in den Prozess der mit ihnen dicht kapillaren Verdunsten Graphen Netzwerk aufbauen, das Volumen des Schwefels als Matrize zur Einführung einer fließfähigen, nicht-Aktivkohleteilchen von Graphen beendet die Kohlenstoffbeschichtung anpassen. Vorlage durch Schwefel modulierenden Menge, kann präzise dreidimensionale Graphen Kohlenkäfigstrukturen geregelt werden, um eine Partikelgröße der nicht-Kohlenstoff-reaktiven ‚paßt‘ die Umhüllung zu erreichen, um dadurch effektiv die Aktivkohleteilchen in einem nicht-Lithium auf der enormen Volumenausdehnung, eine negative Elektrode einer Lithium-Ionen-Batterie weist basierend eingebetteten puffer ausgezeichnete Volumenleistung.
Sulfur template Verfahren vorgeschlagen, in einem dreidimensionalen dichtes Netz von Graphen, geschickte Verwendung von Schwefel als ‚Transformers‘, wie Mobilität, amorph, usw., und leicht zu entfernen, in dem Kohlenstoffkäfigstrukturen, die nicht reaktiven Teilchen zu erzielen, wie Titan Kohlenstoff schließen beschichteten Teilchen Zinnoxid. im Vergleich mit der traditionellen ‚Form‘ template, ist die Vorlage der größte Vorteil des Schwefels kann die Rolle eines Templat Kunststoffvolumen spielen kann kompakte Graphen Käfigstrukturen der Lage ist, genaue Abmessungen machen und konform sein kann reservierter Raum Steuerung und die schließliche Aktivität gegen Zinndioxid ‚maßgeschneiderten‘, die einen entsprechenden Kopfraum hat und gehalten, um eine hohe Dichte von Kohlenstoff - Kohlenstoff-Verbund-Elektrodenmaterial kann nicht sein, hohe Volumenkapazität beitragen, somit im wesentlichen die Lithiumionenbatterie zu verbessern, wird die Volumenenergiedichte der Lithium-Ionen-Batterie kleiner. diese ‚maßgeschneiderte‘ Hochenergie-Lithium-Ionen-Batterie und Lithium-Schwefel-Batterien zu einem universellen Gestaltung der nächsten Generation erweitert werden kann, Lithium-Luft-Batterie-Elektrodenmaterial, wie beispielsweise Bau-Strategie.
Das Forscherteam von Prof. Yang Quanhong hat in den letzten Jahren eine Reihe wichtiger Fortschritte im Bereich der kompakten Energiespeicher gemacht, die die volumetrische Leistungsfähigkeit des Geräts unterstreichen: Er erfand eine Kapillarverdampfungs-Verdichtungsstrategie für Graphen-Gele, die die hohe Dichte und Porosität von Kohlenstoffmaterialien löste. kann nicht beide ‚Engpässe haben, ein poröses Kohlenstoffmaterial mit einer hohen Dichte zu erhalten; Energiespeichereinrichtung kleine Größe, hohe Kapazität, aus fünf Strategien, Verfahren, Materialien, Elektroden und anderen Vorrichtungen von hohen volumetrischer Energiedichte Energiespeichervorrichtung verfolgen Design-Prinzipien, und bauen schließlich ein hohe Kapazität Speichervolumen des Materials, eine Elektrode, ein Superkondensator Vorrichtung aus Natriumion Kondensatoren, Lithium-Schwefel-Batterien, Lithium-Luft-Batterien Lithium-Ionen-Batterien, praktischer Grundlage für das Kohlenstoffnanomaterial, effektiv Förderung der praktischen Prozess der Kohlenstoff-Nanomaterialien neuartige elektrochemische Energiespeicher.
