휴대 전화, 노트북 및 기타 소비자 가전 제품이 가볍고 얇아지는 방법, 제한된 신체 공간에서 전기 자동차가 더 길어진 주행 거리 ... 에너지 저장 장치에 대한 수요가 증가함에 따라 2 차 배터리의 성능 또한 향상되고 있습니다. 나노 기술은 배터리를 더 가볍고 빠르게 만들 수 있지만, 나노 물질의 밀도가 낮기 때문에 에너지 저장 분야에서 과학 연구가들이 직면하는 문제가된다. .
국립 우수 청소년 과학 기금 수상자, 대용량 에너지 디자인 '맞춤형'활성 입자 소포에 그래 핀의 최종 완성을위한 리튬 이온 배터리 양극 재료의 밀도에 의해 화학 공학 기술 양 교수 Quanhong 연구 팀 '황 템플릿 방법'의 학교 이 결과는 1 월 26 일 Nature Communications (2018, 9, 402)에서 온라인으로 출판되었습니다.
가장 널리 이차 전지 전류로서 사용되는 리튬 이온 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는다. 틴, 실리콘 및 다른 비 탄소 재료를 음극 재료는 리튬 이온 전지의 에너지 밀도의 품질에 상당한 증가 (ㅁ kg으로 상업적 흑연 전류 생성을 대체 할 것으로 예상되고 -1), 그러나 큰 체적 팽창 량 심각하게 제한 성능 이점은 리튬 문제의 비 - 탄소 음극 활물질 상당한 부피 팽창을 해결하기위한 기본적인 수단으로 간주되어 구성된 탄소 나노 카본 케이지 구조를 재생 탄소뿐만 프로세스 버퍼 네트워크를 구축 종종 전극 물질의 상당히 낮은 밀도의 결과로 과도한 헤드 스페이스를 도입 음극 중요한 학습 문제뿐만 아니라이 정확하게 카본 케이지 구조 있도록 맞추어 리튬 이온 전지 플레이 체적 성능. 제한 , 새로운 고성능 음극 재료의 산업화를위한 유일한 방법이기도합니다.
나노위한 청화 대학 국립 센터의 양 교수 Quanhong 팀 및 높은 체적 에너지 밀도의 리튬 이온 전지의 음극 재료 설계 연구소 획기적인 재료 협력자 발명의 그라 펜 기반 인터페이스 어셈블리 정확하게 고밀도 다공성 탄소 케이지 맞춘 황 템플릿 기술. 주형으로 유동성을 황의 양을 도입 조밀 모세관 증발 그라 네트워크를 구축하도록 사용하는 과정에서, 그라 비 활성 탄소 입자, 탄소 피막을 커스터마이즈 완료. 템플릿 황을 변조하여 양은 정확하게 반응성 비 탄소, 클래딩 '적합'효과적으로 엄청난 체적 팽창, 리튬 이온 전지 전시의 음극에 기초하여 비 - 리튬에 포함 된 활성탄 입자를 버퍼의 입자 크기를 달성하기 위해, 입체 그라 탄소 케이지 구조를 제어 할 수있다 우수한 볼륨 성능.
황 템플릿 방법은 그래 핀의 3 차원 고밀도 네트워크에서, 제안되어, 카본 케이지 구조 내 이동성, 비정질 등을 제거하기 쉬운 등의 '변압기'황 영리 사용 티타늄 탄소와 같은 비 반응성 입자를 달성 코팅 된 산화 주석 입자를 닫는다. 전통적인 '형태'템플릿과 비교하여, 템플릿은 유황의 가장 큰 장점은 정확한 측정을 제공하는 컴팩트 그라 케이지 구조 할 수 플라스틱 주형 볼륨의 역할을 할 수 있고, 등각이 될 수있다 예약 공간 제어 및 탄소 고밀도 적절한 헤드 스페이스를 가지며, 유지 산화 주석 '원단'에 대한 최종 활동 - 탄소 복합 전극 재료, 따라서 실질적으로 대량 용량에 기여 될 수 비 체적 에너지 밀도를 향상시킬 수있는 리튬 이온 전지, 리튬 이온 전지가 작아진다. 이것은 '원단'차세대 고 에너지 리튬 이온 전지, 리튬 설퍼 전지, 리튬 에어 배터리 전극 재료의 유니버설 디자인 등으로 확대 될 수있다 건설 전략.
양 교수 Quanhong 연구 팀은 최근 몇 년 동안 소형 에너지 저장 장치 볼륨 성능의 분야가 중요한 진보의 시리즈를 만들어 높은 밀도와 기공 '물고기와 곰의 발과 탄소 재료를 해결하기 위해 그래 핀 젤 모세관 증발 치밀화 전략을 발명 강조 고밀도를 갖는 다공질 탄소 재료를 얻기 위해 모두 "병목 현상이없는, 높은 체적 에너지 밀도의 에너지 저장 장치의 제조 다섯 전략, 방법, 재료, 전극, 및 기타 장치에서 에너지 저장 장치를 소형, 고용량을 추구 설계 원칙은 결국 소재의 대용량 스토리지 볼륨을 구성, 전극, 나트륨 이온 커패시터 리튬 설퍼 전지, 리튬 공기 전지, 리튬 이온 전지, 탄소 나노 재료를위한 실질적인 기초에서 수퍼 장치 탄소 나노 물질 기반의 새로운 전기 화학적 에너지 저장 장치의 실제 적용 과정이 강력하게 추진되었다.
